[發明專利]一種無輔助層的半透明鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法在審
| 申請號： | 201910399234.0 | 申請日： | 2019-05-14 |
| 公開（公告）號： | CN110224066A | 公開（公告）日： | 2019-09-10 |
| 發明（設計）人： | 余學功;李格;楊德仁 | 申請（專利權）人： | 浙江大學 |
| 主分類號： | H01L51/42 | 分類號： | H01L51/42;H01L51/48 |
| 代理公司： | 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224 | 代理人： | 胡紅娟 |
| 地址： | 310013 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 鈣鈦礦 輔助層 空穴傳輸層 太陽能電池 半透明 制備 透明電極層 無機材料 疊層太陽能電池 磁控濺射工藝 透明導電基板 電子傳輸層 電子束蒸發 器件穩定性 商業化應用 磁控濺射 依次布置 活性層 沉積 兼容 | ||
1.一種無輔助層的半透明鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，包括從下往上依次布置的透明導電基板、電子傳輸層、鈣鈦礦活性層、空穴傳輸層和透明電極層，所述的透明電極層的材料為ITO、AZO或IZO，通過磁控濺射或電子束蒸發的方法沉積在空穴傳輸層上。
2.根據權利要求1所述的無輔助層的半透明鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述透明導電基板為覆蓋ITO、AZO、IZO或FTO薄膜的玻璃或塑料。
3.根據權利要求1所述的無輔助層的半透明鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述的電子傳輸層的材料為TiO2、SnO2、PCBM或ZnO。
4.根據權利要求3所述的無輔助層的半透明鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述電子傳輸層的制備過程為：
將濃度為15～40mg/mL的SnO2、TiO2、PCBM或者ZnO前驅體溶液旋涂在ITO、AZO、IZO或FTO導電玻璃上，轉速為3000～5000rpm，時間為30～60s；之后使用加熱臺加熱玻璃到180～270℃并保溫0.5～2h，然后用紫外臭氧處理5～15min。
5.根據權利要求1所述的無輔助層的半透明鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦活性層由ABX3型鈣鈦礦材料形成，其中，A選自Cs+、CH3NH3+、CH(NH2)2+或其混合物，B選自Pb2+、Sn2+或其混合物，X選自Br-、I-、Cl-或其混合物。
6.根據權利要求5所述的無輔助層的半透明鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦活性層的制備過程為：
將A、B和X按1:1～1.2:1～1.2的摩爾比溶解在DMF溶液中，濃度為1.25～1.6mol/ml；溶解后，將鈣鈦礦前驅體溶液滴在電子傳輸層上，在3000～5000rpm下旋涂，在第20～22s時滴加600～1000μL的乙醚；將旋涂好的鈣鈦礦薄膜放在100～120℃的加熱臺上熱處理5～30min。
7.根據權利要求1所述的無輔助層的半透明鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述的空穴傳輸層為NiO、Cu2O、CuO、CuSCN或CuI。
8.根據權利要求7所述的無輔助層的半透明鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層的制備過程為：
將20～60mg的NiO、Cu2O、CuO、CuSCN或CuI溶解于1mL的乙硫醚溶劑中，在玻璃以3000～6000rpm旋轉的同時滴加到玻璃上，繼續旋轉30～60s。
9.根據權利要求1所述的無輔助層的半透明鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述透明電極層通過磁控濺射的方法沉積在空穴傳輸層上，沉積過程為：在0.1～1Pa的真空條件下，以20～60W的功率磁控濺射100～150nm的透明電極層材料在空穴傳輸層上。
10.一種無輔助層的半透明鈣鈦礦太陽能電池制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)透明導電基板的清洗：ITO、AZO、IZO或FTO導電玻璃依次在去離子水、洗潔精、丙酮、乙醇溶液中超聲清洗5～10min，用氮氣將導電玻璃吹干，使用紫外臭氧清洗機處理10～20min；
(2)電子傳輸層的制備：將濃度為15～40mg/mL的SnO2、TiO2、PCBM或者ZnO前驅體溶液旋涂在ITO、AZO、IZO或FTO導電玻璃上，轉速為3000～5000rpm，時間為30～60s；之后使用加熱臺加熱玻璃到180～270℃并保溫0.5～2h，然后用紫外臭氧處理5～15min；
(3)鈣鈦礦活性層的制備：將A、B和X按1:1～1.2:1～1.2的的摩爾比溶解在DMF溶液中，濃度為1.25～1.6mol/ml；其中，A選自Cs+、CH3NH3+、CH(NH2)2+或其混合物，B選自Pb2+、Sn2+或其混合物，X選自Br-、I-、Cl-或其混合物；
溶解后，將得到的鈣鈦礦前驅體溶液滴在電子傳輸層上，在3000～5000rpm下旋涂，在第20～22s時滴加600～1000μL的乙醚；將旋涂好的鈣鈦礦薄膜放在100～120℃的加熱臺上熱處理5～30min；
(4)空穴傳輸層的制備：將20～60mg的NiO、Cu2O、CuO、CuSCN或CuI溶解于1mL的乙硫醚溶劑中，在玻璃以3000～6000rpm旋轉的同時滴加到玻璃上的鈣鈦礦薄膜上，繼續旋轉30～60s；
(5)透明電極的制備：在0.1～1Pa的真空條件下，以20～60W的功率磁控濺射100～150nm的ITO、AZO或IZO在上述空穴傳輸層上。
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于浙江大學，未經浙江大學許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業授權和技術合作，請聯系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201910399234.0/1.html，轉載請聲明來源鉆瓜專利網。
- 同類專利
- 專利分類
H01L 半導體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L51-00 使用有機材料作有源部分或使用有機材料與其他材料的組合作有源部分的固態器件；專門適用于制造或處理這些器件或其部件的工藝方法或設備
H01L51-05 .專門適用于整流、放大、振蕩或切換且并具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘的；具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘的電容器或電阻器
H01L51-42 .專門適用于感應紅外線輻射、光、較短波長的電磁輻射或微粒輻射；專門適用于將這些輻射能轉換為電能，或者適用于通過這樣的輻射進行電能的控制
H01L51-50 .專門適用于光發射的，如有機發光二極管
H01L51-52 ..器件的零部件
H01L51-54 .. 材料選擇
