[發(fā)明專利]一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910361499.1
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN111864077A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏文超;唐澤國;何博
• 申請（專利權(quán)）人: 北京宏泰創(chuàng)新科技有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 陳宙

本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽能電池，包括鈣鈦礦吸收層，所述鈣鈦礦吸收層包括化學(xué)通式為ABX₃的化合物和第一M^a+及M^b+氧化還原電對，所述化學(xué)通式為ABX₃的化合物和所述第一M^a+及M^b+氧化還原電對發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的生成物中包含第二M^a+及M^b+氧化還原電對；所述第一M^a+和M^b+氧化還原電對的E^θ大于BX₂和B電對的E^θ且小于X₂和X^ˉ電對的E^θ。通過在鈣鈦礦太陽能電池中引入M^a+及M^b+，自發(fā)的氧化B單質(zhì)并減少X單質(zhì)，對鈣鈦礦吸收層產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷能夠使有效抑制，減少鈣鈦礦太陽能電池的退化衰變，使鈣鈦礦太陽能電池的本征結(jié)構(gòu)層缺陷的消除，提升鈣鈦礦太陽能電池的長期穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，太陽能電池利用光生伏特效應(yīng)將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能，是利用太陽能最為有效的手段之一。器件壽命和光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)是決定太陽能電池的最終發(fā)電成本的兩個關(guān)鍵因素。近年來，有機無機雜化鈣鈦礦太陽能電池以其效率高、制備簡單、成本低的優(yōu)勢獲得了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的眾多關(guān)注。鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在過去短短幾年內(nèi)迅速提升至23.7％，已經(jīng)超過了商業(yè)化的碲化鎘和銅銦鎵硒太陽能電池，是發(fā)展最快的一類薄膜太陽能電池。

然而，這類電池穩(wěn)定性欠佳，嚴重阻礙其商業(yè)化應(yīng)用。盡管鈣鈦礦太陽能電池器件壽命隨著封裝技術(shù)的發(fā)展而提升。但是正常工況下的光照、電場和熱輻射都會不可避免地引發(fā)材料本征性的退化行為，尤其是鈣鈦礦中的I^–和Pb²⁺。CN109390471A介紹了一種基于二維花狀材料二硫化鉬制備鈣鈦礦太陽能電池的方法，其將二硫化鉬前驅(qū)體添加劑加入到空穴傳輸層前驅(qū)體溶液中制備空穴傳輸層，該方法提高了鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。但是通過二硫化鉬改善了空穴傳輸層與鈣鈦礦層之間的界面，減少了電池缺陷，并沒有從鈣鈦礦吸收層上改善電池的結(jié)構(gòu)缺陷，來提高電池的穩(wěn)定性，這種技術(shù)并沒有從本征上解決電池衰減退化行為。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中在鈣鈦礦吸收層上引起的結(jié)構(gòu)缺陷的問題，本發(fā)明的目的一方面是提供了一種能夠消除鈣鈦礦吸收層結(jié)構(gòu)缺陷，延長壽命的鈣鈦礦太陽能電池，具體的技術(shù)方案如下：

一種鈣鈦礦太陽能電池，包括鈣鈦礦吸收層，所述鈣鈦礦吸收層包括化學(xué)通式為ABX₃的化合物和第一M^a+及M^b+氧化還原電對，所述化學(xué)通式為ABX₃的化合物和所述第一M^a+及M^b+氧化還原電對發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的生成物中包含第二M^a+及M^b+氧化還原電對；所述第一M^a+和M^b+氧化還原電對的E^θ大于BX₂和B電對的E^θ且小于X₂和Xˉ電對的E^θ。

本發(fā)明為了消除鈣鈦礦吸收層結(jié)構(gòu)缺陷，根據(jù)上述鈣鈦礦太陽能電池還提供了一種制備方法，包括：

提供一個導(dǎo)電透光層；

提供電子傳輸層；