[發(fā)明專利]一種平面型鈣鈦礦太陽能電池的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910056377.1
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109904328B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高進偉;陳聰;劉賽
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 廣州知友專利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 宣國華;劉艷麗

本發(fā)明公開了一種平面型鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：(1)混合溶劑制備：選取水和醇，混勻得混合溶劑；(2)氯化亞錫溶液配制：將氯化亞錫溶于混合溶劑中混勻，得氯化亞錫溶液；(3)冷凝回流：將氯化亞錫溶液進行冷凝回流，得氧化錫溶膠；(4)電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層和銀電極制備：將氧化錫溶膠設(shè)置在襯底上，然后加熱處理，得電子傳輸層；然后在電子傳輸層上依次設(shè)置鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層和銀電極，制得平面型鈣鈦礦太陽能電池。該方法通過溶劑輔助低溫合成氧化錫溶膠用于平面型鈣鈦礦太陽能電池，可解決目前氧化錫由于退火溫度相對較高，不能直接應(yīng)用于柔性襯底的技術(shù)難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種平面型鈣鈦礦太陽能電池的制備方法。

背景技術(shù)

有機無機雜化鈣鈦礦太陽能電池由于其工藝簡單，制造成本低，極高的光電轉(zhuǎn)換效率而備受人們的關(guān)注。有機無機雜化鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率由2009年的3.8％迅速提升至如今的23.7％，其光電轉(zhuǎn)化效率有可能達到甚至超過單晶硅太陽電池(25.6％)的水平。這項重大的成就于2013年度，成功被Science評選為十大科學(xué)突破之。有機無機雜化鈣鈦礦太陽能電池快速進展主要歸功于科學(xué)家對鈣鈦礦薄膜，電子傳輸層以及空穴傳輸層的廣泛研究。主要目標(biāo)是獲得更好的鈣鈦礦薄膜，更高的電荷傳輸效率，更好的薄膜形態(tài)。其中具有FTO/c-TiO₂/m-TiO₂/CH₃NH₃PbI₃(MAPbI₃)/spiro-OMeTAD/Ag構(gòu)型的n-i-p型有機無機鈣鈦礦太陽能電池已被廣泛研究，主要是因為其制備程序相對的成熟，在這些器件中，TiO₂通常用作電子傳輸層，它可以提供良好的能級匹配和良好的電子遷移率(10^-5cm²V^-1s^-1)。然而，由于二氧化鈦用作電子傳輸層需要經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)(450℃)，使其難以應(yīng)用于低成本柔性襯底，也不能進行卷對卷大面積加工。

近年來，由于SnO₂具有寬光學(xué)帶隙(3.6-4.0eV)和更高的電子遷移率(高達240cm²V^-1s^-1)越來越成為人們代替TiO₂作為電子傳輸層的研究焦點。此外，它可以在低溫下加工，化學(xué)環(huán)境下穩(wěn)定。其中低溫原子層沉積(ALD)已被用于沉積一層SnO₂作為電子傳輸層，其效率高于18％，但這種氧化錫薄膜通常是無定形的，從而限制了電子遷移率。另一種氧化錫作為電子傳輸層的方式是通過旋涂SnCl₂·2H₂O或SnCl₄·5H₂O的溶膠-凝膠，然后在大約180℃條件下退火1h。其相對高的退火溫度使得該工藝與大多數(shù)柔性襯底不相容。因此，使用無真空低溫合成高質(zhì)量的SnO₂NCs并在較低溫度下用作電子傳輸層是具有極大的發(fā)展前景，但同時也具有挑戰(zhàn)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種平面型鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，該方法通過溶劑輔助低溫合成氧化錫溶膠用于平面型鈣鈦礦太陽能電池，可解決目前氧化錫由于退火溫度相對較高，不能直接應(yīng)用于柔性襯底的技術(shù)難題。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種平面型鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：

(1)混合溶劑制備：選取水和醇，混勻得混合溶劑；

(2)氯化亞錫溶液配制：將氯化亞錫溶于混合溶劑中混勻，得氯化亞錫溶液；

(3)冷凝回流：將氯化亞錫溶液進行冷凝回流，得氧化錫溶膠；