[發(fā)明專利]Bi2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910547344.7
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110350090B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 於黃忠;陳金雲(yún);黃承穩(wěn);巫祖萍;侯春利;王鍵鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅嘯秋

本發(fā)明屬于鈣鈦礦太陽能電池領域，公開了一種Bi₂O₂Se界面修飾的鈣鈦礦太陽能電池及制備方法。所述鈣鈦礦太陽能電池包括依次層疊的陰極基底、電子傳輸層、界面修飾層、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層以及陽極層；所述電子傳輸層為SnO₂薄膜，界面修飾層為Bi₂O₂Se，鈣鈦礦吸光層為MAPbI₃。本發(fā)明采用高電導率、高電荷分離能力的Bi₂O₂Se材料作為界面修飾層，能有效的降低載流子的復合，提高了電荷的分離，最終提升鈣鈦礦太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率。同時界面修飾層的引入可有效的提高器件的穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明屬于鈣鈦礦太陽能電池領域，具體涉及一種Bi₂O₂Se界面修飾的鈣鈦礦太陽能電池及制備方法。

背景技術

鈣鈦礦太陽能電池具有結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)換效率高、易于溶液法制備等優(yōu)點。鈣鈦礦太陽能電池在短短的九年發(fā)展時間里能量轉(zhuǎn)換效率從3.8％提升至 24.2％，進入高能量轉(zhuǎn)換效率太陽能電池行列。但鈣鈦礦太陽能電池與已實現(xiàn)商業(yè)化的硅太陽能電池相比，在穩(wěn)定性方面仍有待提高。

鈣鈦礦太陽能電池工作原理為：(1)光透過透明ITO電極照到活性層上，鈣鈦礦吸光層吸收光子產(chǎn)生激子；激子擴散到界面處；(2)空穴經(jīng)空穴傳輸層傳輸，電子經(jīng)電子傳輸層傳輸；(3)電子到達陰極空穴到達陽極；(4)在外接負載下，閉合回路形成，形成光電流，光電壓，和輸出功率。

盡管鈣鈦礦太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率取得巨大的進展，其穩(wěn)定性較差仍是亟需解決的重要問題。鈣鈦礦太陽能電池最常用的電子傳輸層材料二氧化鈦具有電子傳輸率較低，且在紫外光照射下發(fā)生光催化反應，會導致鈣鈦礦薄膜的分解。二氧化錫因其具有較好的可見光透過性，更高的電子遷移率，可低溫溶液法制備，更好的光穩(wěn)定性被認為是二氧化鈦最好的替代材料。修飾作為常用的改性方法，其可以：(1)提升材料的導電率，修飾能級的引入利于電子的傳輸；(2)形成更好的能級匹配，促進載流子的傳輸和分離；(3)提升吸光層的形貌，使之界面的接觸更加緊密，使載流子更好的傳輸，減少復合。但目前仍需開發(fā)新的方法以進一步提高鈣鈦礦太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率及穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上現(xiàn)有技術存在的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種Bi₂O₂Se界面修飾的鈣鈦礦太陽能電池。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述Bi₂O₂Se界面修飾的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法。

本發(fā)明目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種Bi₂O₂Se界面修飾的鈣鈦礦太陽能電池，包括依次層疊的陰極基底、電子傳輸層、界面修飾層、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層以及陽極層；所述電子傳輸層為SnO₂薄膜，界面修飾層為Bi₂O₂Se，鈣鈦礦吸光層為MAPbI₃ (CH₃NH₃PbI₃)。

進一步地，所述陰極基底為銦錫氧化物玻璃(ITO)。

進一步地，所述SnO₂薄膜的厚度為40～50nm，Bi₂O₂Se界面修飾層的厚度為20～60nm。

進一步地，所述鈣鈦礦吸光層的厚度為400～450nm。

進一步地，所述空穴傳輸層包括Spiro-OMeTAD和MoO_x；Spiro-OMeTAD 厚度為40～50nm，MoO_x厚度為2～3nm。