[發明專利]一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201910025423.1
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109768165B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 熊杰;孫浩軒;晏超貽;杜新川;黃建文;鄔春陽;戴麗萍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/00;H01L51/48
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

1.一種鈣鈦礦太陽能電池，自下而上為FTO襯底、鈣鈦礦光吸收層、空穴傳輸層和金屬電極，其特征在于，所述FTO襯底在制備鈣鈦礦光吸收層前先經等離子處理，所述等離子處理的制備過程具體為：a. 清洗FTO襯底；b. 將清洗后的FTO襯底置于等離子腔室中的金屬下極板之上，金屬兩極板的板間距為30 mm ~50 mm，上極板接20 MHz~30 MHz射頻電源，下極板接10 MHz~15 MHz射頻電源；c. 抽真空，當等離子處理儀腔室內真空度小于10^-2 Pa時，通入氧氣，使得腔室內工作氣壓為5Pa ~20 Pa；d. 設置上極板放電功率為150 W~200W，下極板放電功率為10 W ~50W，上下極板同時放電，對FTO襯底進行等離子處 理，

所述等離子處理時間為15 min~30 min，使襯底表面F元素完全被替代，形成純相的SnO₂晶體。

2.如權利要求1所述鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述FTO襯底為FTO導電玻璃襯底或FTO柔性導電襯底。

3.一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1. 對FTO進行等離子處理，具體步驟為：

1.1．將FTO襯底依次置于丙酮、無水乙醇和去離子水中超聲清洗，然后用氮氣槍吹干備用；

1.2．將步驟1.1清洗干凈的FTO襯底置于等離子腔室中的金屬下極板之上，金屬極板的板間距為30 mm ~50 mm，上極板接20MHz~30 MHz射頻電源，下極板接10MHz~15 MHz射頻電源；

1.3．抽真空，使等離子腔室內保持真空度小于10^-2 Pa，通入氧氣，使得腔室內工作氣壓為5 Pa ~20 Pa；

1.4．設置上極板放電功率為150 W~200W，下極板放電功率為10 W ~50W，上下極板同時放電，對FTO襯底進行等離子處理，所述等離子處理時間為15~30 min，使襯底表面F元素完全被替代，形成純相的SnO₂晶體；

步驟2. 在步驟1處理后的FTO襯底上依次制備鈣鈦礦光吸收層、空穴傳輸層和電極。

4.如權利要求3所述鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟2的所有操作都在氮氣氣氛手套箱中進行，所述手套箱的水含量<0.1wt%，氧含量<0.1wt%。

5.如權利要求3所述鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟2中的鈣鈦礦光吸收層材料為CH₃NH₃PbI₃鈣鈦礦材料；空穴傳輸層材料為Spiro-OmeTAD；電極為金電極或銀電極。