[發(fā)明專利]一種高效鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811220468.6
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109461818B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設計）人: 王曉峰;于大明;楊霖;尤霆;孟令軍
• 申請（專利權）人: 儲天新能源科技（長春）有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產(chǎn)權代理有限公司 22214
• 代理人: 張偉

1.一種鈣鈦礦太陽能電池，由下至上依次包括透明導電玻璃陰極、電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層和金屬陽極；

其特征在于，

所述電子傳輸層為Ti₃C₂摻雜的SnO₂；

Ti₃C₂摻雜的濃度為0.5wt.‰-2.5wt.‰。

2.根據(jù)權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，Ti₃C₂摻雜的濃度為0.5wt.‰、1.0wt.‰、2.0wt.‰、2.5wt.‰。

3.根據(jù)權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述透明導電玻璃陰極為氧化銦錫ITO。

4.根據(jù)權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦層為CH₃NH₃PbI₃。

5.根據(jù)權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層為2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴。

6.根據(jù)權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述金屬陽極為Ag。

7.根據(jù)權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述電子傳輸層的厚度為15-25nm、鈣鈦礦層的厚度為290-310nm、空穴傳輸層的厚度為120-140nm和金屬陽極的厚度為50-70nm。

8.一種權利要求1-7任意一項所述的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)透明導電玻璃陰極的處理：

將清洗干凈的透明導電玻璃進行紫外臭氧預處理30分鐘；

2)電子傳輸層的制備及處理：

將步驟1)中紫外臭氧預處理過的透明導電玻璃置于勻膠機，旋涂Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液，轉速為3000r/min旋轉30s，隨即放置在熱臺上進行退火處理，退火溫度及時間為150℃退火30分鐘；退火結束后進行紫外臭氧處理30分鐘；

3)鈣鈦礦層的制備：

將步驟2)中的器件放入充滿氮氣的手套箱，在電子傳輸層上旋涂鈣鈦礦前驅體溶液，其過程為旋涂5000r/min，時間為30秒，并在25秒時滴加350微升的氯苯，旋涂結束后置于熱臺上進行退火處理，退火溫度及時間為100℃退火10分鐘；

4)空穴傳輸層的制備：

在鈣鈦礦層上旋涂空穴傳輸層，其過程為旋涂4000r/min，時間為30秒，隨后放置于干燥箱中使其氧化1夜；

5)金屬陽極的制備：

利用真空蒸發(fā)鍍膜機在壓強小于6*10^-4Pa時在空穴傳輸層上蒸鍍金屬陽極，其蒸發(fā)速率為

9.根據(jù)權利要求8所述的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液的制備過程如下：

步驟1、Ti₃C₂分散液的制備：

將0.8gLiF加入10mL 9mol/L的鹽酸中，攪拌至充分溶解后將0.5g Ti₃AlC₂緩慢加入其中，并在35℃的油浴下連續(xù)刻蝕24小時；隨后，將刻蝕好的材料進行多次轉速為8000轉、時間為5分鐘的離心處理，離心結束后將清液倒出，再加入去離子水，直到調節(jié)其pH5；將其進行10分鐘的振蕩處理，并以轉速為3500轉進行離心處理1小時，離心結束后所得清液即為Ti₃C₂分散液；

步驟2、Ti₃C₂分散液濃度計算：

取一定體積的Ti₃C₂分散液進行真空抽濾處理，待抽濾后的Ti₃C₂膜完全干燥，對其進行稱量，從而計算其濃度；

步驟3、Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液的制備：

將步驟1中所得Ti₃C₂分散液與SnO₂水膠體按比例混合并搖勻即得到Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液。