[發(fā)明專利]一種全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810897148.8
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109065733A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉軒立;田晶晶;薛啟帆;鄢磊;劉梅月
• 申請（專利權(quán)）人: 華南協(xié)同創(chuàng)新研究院
• 主分類號: H01L51/46
• 分類號: H01L51/46;H01L51/42;H01L51/48;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

1.一種全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池器件結(jié)構(gòu)由下到上依次包括襯底、陰極層、厚度為10～30nm的SnO₂電子傳輸層、厚度為10～30nm的ZnO電子傳輸層、鈣鈦礦光吸收層、空穴傳輸層、陽極修飾層和陽極層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦光吸收層為CsPbI_3-xBr_x，0≤x≤3；所述鈣鈦礦光吸收層的厚度為300～400nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述襯底為玻璃或透明塑料薄膜；所述陰極層為銦摻雜的氧化錫薄膜、氟摻雜的氧化錫薄膜、鋁摻雜的氧化鋅薄膜、金屬銀或金薄膜中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層為摻雜有4-叔丁基吡啶和雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰鹽的2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴薄膜；所述陽極修飾層為氧化鉬薄膜；所述陽極層為金屬銀。

5.權(quán)利要求1～4任一項所述的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在襯底上通過溶液加工法或真空蒸鍍法制備陰極層；

(2)將SnO₂溶液通過溶液加工法在陰極層上形成SnO₂電子傳輸層；

(3)取ZnO納米粒子的正丁醇溶液，然后通過溶液加工法在步驟(2)制得的SnO₂電子傳輸層上形成ZnO電子傳輸層，再在145～155℃熱退火處理25～30min；

(4)在步驟(3)制得的經(jīng)過熱退火處理的ZnO電子傳輸層上通過溶液加工法或真空蒸鍍法依次形成鈣鈦礦光吸收層、空穴傳輸層、陽極修飾層和陽極層，得到所述全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述鈣鈦礦光吸收層的制備步驟為：首先按CsPbI_3-xBr_x，0≤x≤3的分子式，在CsBr、PbI₂、CsI和PbBr₂中選擇對應(yīng)的原料混合，再溶于有機(jī)溶劑形成鈣鈦礦前驅(qū)體溶液，將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液涂覆在ZnO電子傳輸層上，先在50～55℃下加熱40s～1min后再在240～260℃下加熱10s～1min，形成鈣鈦礦光吸收層。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺中的一種或兩種以上，所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度為1.0～1.5mol L^-1。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的SnO₂溶液為15wt％的SnO₂膠體分散體，步驟(3)所述ZnO納米粒子的正丁醇溶液的濃度為5mg mL^-1。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟(1)、(2)、(3)和(4)所述的溶液加工法為旋涂、刷涂、噴涂、浸涂、輥涂、絲網(wǎng)印刷、印刷和噴墨打印中的一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟(1)和(4)所述真空蒸鍍法的真空度為10^-6～10^-7Pa。