[發(fā)明專利]一種可拉伸鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法和應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811318552.1
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109273610A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張青紅;戚佳斌;侯成義;王宏志;李耀剛
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48;H01L27/30
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;魏峯

1.一種可拉伸鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述電池包括可拉伸電極電路(1)和剛性電池器件(2)，其中剛性電池器件(2)包括工作電極(9)，工作電極(9)和可拉伸電極電路(1)均為島鏈結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，所述可拉伸電極電路(1)寬度小于剛性電池器件(2)寬度；工作電極(9)和可拉伸電極電路(1)均包括聚合物薄膜(3)和覆蓋在聚合物薄膜(3)表面的氧化銦錫ITO膜(4)；剛性電池器件(2)包括依次層疊的工作電極(9)、電子傳輸層(5)、吸光層(6)、空穴傳輸層(7)和對電極(8)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池，其特征在于，所述氧化銦錫ITO膜(4)厚度為300～500nm；聚合物薄膜(3)為PET薄膜或PEN薄膜，厚度為0.1～0.5mm；電子傳輸層(5)為TiO₂或SnO₂，厚度為1nm～100nm；吸光層(6)為具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的有機無機雜化光伏材料，吸光層(6)厚度為20nm～700nm；空穴傳輸層(7)為Spiro-OMeTAD，厚度為3nm～60nm；對電極(8)為金或銀，厚度為5nm～550nm。

4.一種可拉伸鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，包括：

(1)將電子傳輸層前驅(qū)體混合溶液攪拌均勻，旋涂到ITO—聚合物薄膜表面，燒結(jié)，在ITO—聚合物薄膜表面得到電子傳輸層(5)；

(2)將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液旋涂到步驟(1)中電子傳輸層(5)表面，燒結(jié)，在電子傳輸層(5)表面得到吸光層(6)，其中鈣鈦礦前驅(qū)體溶液包括1.0～1.2M PbI₂、0.1～0.3M PbBr₂、1.0～1.1M FAI、0.1～0.3M MABr和體積比為3:1～5:1的DMF和DMSO；

(3)將濃度為0.1～0.3mol/L的空穴傳輸材料的氯苯溶液旋涂到步驟(2)中吸光層(6)表面，靜置，在吸光層(6)表面得到空穴傳輸層(7)；

(4)將對電極材料真空蒸鍍到步驟(3)中空穴傳輸層(7)表面，在空穴傳輸層(7)表面得到對電極(8)；

(5)將ITO—聚合物薄膜上未制備對電極的電池無效部分進行蛇紋狀可拉伸電極電路(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計并激光雕刻。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中燒結(jié)溫度為100～170℃，燒結(jié)時間為30～200min；聚合物薄膜為PET薄膜或PEN薄膜，厚度為0.1～0.5mm；電子傳輸層(5)為TiO₂或SnO₂，厚度為1nm～100nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中燒結(jié)溫度為60～120℃，燒結(jié)時間為10～50min；吸光層(6)為具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的有機無機雜化光伏材料，吸光層(6)厚度為20nm～700nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)、(2)、(3)中旋涂轉(zhuǎn)速為2000～4000rpm，旋涂時間為20～60s。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)中真空蒸鍍的工藝參數(shù)為：真空度為1.0*10^-4Pa以下，電流為115～145A，時間為10～150s；對電極(8)為金或銀，厚度為5nm～550nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(5)中激光雕刻的工藝參數(shù)為：控制環(huán)境溫度為20～45℃，激光功率為10％～40％，雕刻速度為200～800mm/min。

10.一種如權(quán)利要求1所述的可拉伸鈣鈦礦太陽能電池的應用。