[發明專利]一種碳電極鈣鈦礦太陽能電池的制備方法

在審

• 申請號: 201911426815.5
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111697140A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 王九鑫;梁飛燕;李秋霞
• 申請（專利權）人: 西安九天孵化器科技有限公司
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種碳電極鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，屬于太陽能電池技術領域。該方法包括：步驟(1)、FTO基底處理：對FTO基底進行超聲清洗和干燥，然后在處理后的FTO基底貼上高溫膠帶；步驟(2)、溶劑制備：通過二氯化錫固體和無水乙醇配制濃度為0.1mol/mL的SnCl₂·2H₂O溶液；通過N，N二甲基甲酰胺、二甲基亞砜和碘化鉛粉末配制濃度為691.25mg/mol的PbI₂溶液；通過甲脒氫碘酸鹽，甲基氯化胺，甲基溴化胺和異丙醇配制有機離子溶液；通過石墨、碳黑、ZrO₂、羥丙基纖維素和松油醇配制碳漿料。本發明中所制備的太陽能電池的結構為FTO基底/SnO₂薄膜層/鈣鈦礦層/碳薄膜層，碳薄膜層作為頂電極對空氣中的水分子有很好的阻擋作用，從而使得該碳電極鈣鈦礦太陽能電池具有更強的耐濕性。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，特別涉及一種碳電極鈣鈦礦太陽能電池的制備方法。

背景技術

伴隨著人類社會的發展，人類對于能源的需求也一直在增長，而目前使用最多的化石能源屬于不可再生能源，按此趨勢下去很快地球上可用的化石能源將所剩無幾。同時，由于大量使用化石能源已經引起了極為嚴重的環境問題，諸如大氣嚴重污染、全球變暖等，這給地球上所有生物的生存提出來了重大的挑戰。

太陽能，作為一種綠色清潔、可再生能源，其儲量豐富、易獲取、成本低等優點使其成為一種優秀的可替代能源。太陽能電池是將光能直接轉換為電能的載體，科學家們從最早的硅電池的研究中取得了很多進展并用于空間領域，但由于硅電池現在的發展出現瓶頸，其電池制備耗能、副產物對環境有嚴重污染等缺點遲遲未能解決限制了其產業的發展。為此，科學家們開始尋找替代材料、設計新型結構，由染料敏化電池為基礎而研究出來的太陽能電池雖然其發展時間只有短短不過十年，但是它的發展速度卻極其迅猛。短時間內其各方面性能的不斷優化以及效率的不斷提升，其光電轉換效率已經達到24.2％，但是太陽能電池的耐濕性還是不夠好。

發明內容

為了使太陽能電池具有更好的耐濕性，本發明實施例提供了一種碳電極鈣鈦礦太陽能電池的制備方法。所述方法包括：

步驟(1)、FTO基底處理：對所述FTO基底進行超聲清洗和干燥，然后在處理后的所述FTO基底貼上高溫膠帶；

步驟(2)、溶劑制備：通過二氯化錫固體和無水乙醇配制濃度為0.1mol/mL的SnCl₂·2H₂O溶液；通過N，N二甲基甲酰胺、二甲基亞砜和碘化鉛粉末配制濃度為691.25mg/mol的PbI₂溶液；通過甲脒氫碘酸鹽，甲基氯化胺，甲基溴化胺和異丙醇配制有機離子溶液；通過石墨、碳黑、ZrO₂、羥丙基纖維素和松油醇配制碳漿料；

步驟(3)、通過制備的所述溶劑制備碳電極鈣鈦礦太陽能電池：將處理好的所述FTO基底放入已經預熱完成的紫外臭氧處理機中處理20min，處理后旋涂所述SnCl₂·2H₂O溶液制備SnO₂薄膜層；然后將所述SnO₂薄膜層在紫外臭氧機器中處理20min，去除表面基團，同時增加其表面浸潤性，處理完后旋涂所述PbI₂溶液和所述有機離子溶液制備鈣鈦礦層；在所述鈣鈦礦層上刮涂所述碳漿料得到碳薄膜層，最后退火得到所述碳電極鈣鈦礦太陽能電池；

進一步地，所述步驟(2)中所述PbI₂溶液的配制方法為：用分析天平稱取691.25mg所述碘化鉛粉末于1號玻璃瓶中，用移液槍分別取0.9mL所述N，N二甲基甲酰胺和0.1mL所述二甲基亞砜，體積比為9∶1，注入所述1號玻璃瓶中，放入磁子，擰緊瓶蓋，貼上標簽，在磁旋熱臺上70～85℃，攪動1d，使用0.22μm有機系濾嘴過濾后80℃加熱得到所述PbI₂溶液。