[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: 201911120172.1
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN110931646B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 朱煜劍
• 申請（專利權）人: 中茂綠能科技（西安）有限公司
• 主分類號: H10K71/12
• 分類號: H10K71/12;H10K30/15;H10K71/15;H10K71/16;H10K71/40
• 代理公司: 蘇州集律知識產權代理事務所(普通合伙) 32269
• 代理人: 任驍東

1.一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)提供一玻璃基底，在所述玻璃基底上形成多個呈矩陣排列的微米柱陣列，單個所述微米柱的直徑為300-600微米，單個所述微米柱的高度為3-6毫米，相鄰所述微米柱之間的間距為300-600微米；

2)接著在所述玻璃基底上蒸鍍透明導電層；

3)接著在所述透明導電層上制備電子傳輸層，所述制備電子傳輸層的具體步驟為：首先以轉速為3000-3500轉/分鐘旋涂Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液，其中，所述Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液中SnO₂膠體的質量濃度為1-1.8％，Ti₃C₂的質量濃度為0.1-0.2％，并進行退火處理；接著以轉速為4000-4500轉/分鐘旋涂Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液，其中，所述Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液中SnO₂膠體的質量濃度為0.8-1.5％，Ti₃C₂的質量濃度為0.06-0.12％，并進行退火處理；接著以轉速為5000-5500轉/分鐘旋涂Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液，其中，所述Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液中SnO₂膠體的質量濃度為0.3-0.9％，Ti₃C₂的質量濃度為0.02-0.05％，并進行退火處理，然后進行紫外臭氧處理20-40分鐘，以得到電子傳輸層；

4)接著在所述電子傳輸層上制備鈣鈦礦功能層，制備所述鈣鈦礦功能層的具體步驟為：首先以轉速為2000-3000轉/分鐘旋涂質量濃度為20-30％的鈣鈦礦前驅體溶液，并進行退火處理；接著以轉速為3500-4500轉/分鐘旋涂質量濃度為10-20％的鈣鈦礦前驅體溶液，并進行退火處理；接著以轉速為4500-5500轉/分鐘旋涂質量濃度為5-10％的鈣鈦礦前驅體溶液，并進行退火處理；接著以轉速為5500-6500轉/分鐘旋涂質量濃度為1-5％的鈣鈦礦前驅體溶液，并進行退火處理，以得到鈣鈦礦功能層；

5)接著在所述鈣鈦礦功能層上制備空穴傳輸層，制備所述空穴傳輸層的具體步驟為：首先以轉速為3000-4000轉/分鐘旋涂Spiro-OMeTAD濃度為8-16mg/ml的Spiro-OMeTAD溶液，并進行烘干處理；接著以轉速為4000-5000轉/分鐘旋涂Spiro-OMeTAD濃度為5-10mg/ml的Spiro-OMeTAD溶液，并進行烘干處理；接著以轉速為5000-6000轉/分鐘旋涂Spiro-OMeTAD濃度為2-6mg/ml的Spiro-OMeTAD溶液，并進行烘干處理，以得到空穴傳輸層；

6)接著在所述空穴傳輸層上形成金屬電極；

其中，在所述步驟1)中，通過熱模壓工藝形成所述微米柱陣列，在所述步驟4)中，旋涂不同濃度的鈣鈦礦前驅體溶液后的各退火處理的具體工藝均為：首先在65℃的條件下熱處理7分鐘，接著升溫至100℃，然后再熱處理25分鐘。

2.根據權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于：在所述步驟3)中，旋涂不同濃度的Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液后的各退火處理的具體工藝均為：首先在90-110℃的條件下熱處理5-10分鐘，接著以30-40℃/min升溫至145-155℃，然后再熱處理25-35分鐘。

3.根據權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于：在所述步驟4)中，鈣鈦礦前驅體溶液的配置方法為：將碘甲胺晶體和碘化鉛粉末按照摩爾比1：1溶于N,N-二甲基甲酰胺溶劑中，在70℃下攪拌12小時制得質量濃度為45％的鈣鈦礦前驅體溶液，并稀釋成不同濃度的鈣鈦礦前驅體溶液，以備用。