[發(fā)明專利]一種采用保護(hù)層的基于無(wú)機(jī)空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010029958.9
• 申請(qǐng)日: 2020-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN111162177A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁毅;侯國(guó)付;徐玉增;候敏娜;吳燕;趙穎;張曉丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種采用保護(hù)層的基于無(wú)機(jī)空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池，包括透明導(dǎo)電襯底、電子傳輸層、光吸收層、保護(hù)層、空穴傳輸層和電極，所述保護(hù)層設(shè)置在所述光吸收層和所述空穴傳輸層之間，所述保護(hù)層用于避免所述光吸收層受空穴傳輸層及其制備工藝的破壞。一種采用保護(hù)層的基于無(wú)機(jī)空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池制備方法，包括以下步驟：步驟一，清洗透明導(dǎo)電襯底；步驟二，在透明導(dǎo)電襯底上，依次制備電子傳輸層、光吸收層、保護(hù)層、空穴傳輸層；步驟三，在制備電子傳輸層、光吸收層、保護(hù)層、空穴傳輸層的透明導(dǎo)電襯底上制備電極。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)電池的技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，特別涉及一種采用保護(hù)層的基于無(wú)機(jī)空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池及制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，鈣鈦礦太陽(yáng)電池成為發(fā)展最快的太陽(yáng)電池，通過(guò)溶液法制備的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的效率已經(jīng)突破25%。一般情況下，在制備鈣鈦礦太陽(yáng)電池中，其中的空穴傳輸層采用溶液法制備致密的薄膜。但是部分溶解空穴傳輸材料的溶劑對(duì)鈣鈦礦層有破壞作用，使其表面凹凸不平，缺陷太多，不利于制備高質(zhì)量的薄膜器件。最終制得的鈣鈦礦太陽(yáng)電池極不穩(wěn)定，不利于大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。

因此，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，有待于進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

（一）發(fā)明目的：為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)改變制備方法，在保持現(xiàn)有的技術(shù)要求和制備工藝難度的前提下，通過(guò)在鈣鈦礦和無(wú)機(jī)空穴傳輸層之間添加一層保護(hù)層的方法，進(jìn)而制備高穩(wěn)定性、高效率的鈣鈦礦太陽(yáng)電池。

（二）技術(shù)方案：為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)方案提供一種采用保護(hù)層的基于無(wú)機(jī)空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池，包括透明導(dǎo)電襯底、電子傳輸層、光吸收層、保護(hù)層、空穴傳輸層和電極，

所述保護(hù)層設(shè)置在所述光吸收層和所述空穴傳輸層之間，所述保護(hù)層用于避免所述光吸收層受空穴傳輸層及其制備工藝的破壞。

關(guān)鍵在于，所述保護(hù)層的材料為p型半導(dǎo)體材料。

一種采用保護(hù)層的基于無(wú)機(jī)空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池制備方法，包括以下步驟：

步驟一，清洗透明導(dǎo)電襯底；

步驟二，在透明導(dǎo)電襯底上，依次制備電子傳輸層、光吸收層、保護(hù)層、空穴傳輸層；

步驟三，在制備電子傳輸層、光吸收層、保護(hù)層、空穴傳輸層的透明導(dǎo)電襯底上制備電極。

關(guān)鍵在于，所述步驟一包括，將透明導(dǎo)電襯底在清洗劑中清洗；將在清洗劑中清洗后的透明導(dǎo)電襯底在異丙醇中清洗；將在異丙醇中清洗后的透明導(dǎo)電襯底進(jìn)行紫外臭氧處理。

關(guān)鍵在于，所述電子傳輸層為功函數(shù)在0 eV至-5.5 eV的n型半導(dǎo)體材料，其制備方法包括旋涂、刮涂、熱蒸發(fā)、磁控濺射、輥涂、絲網(wǎng)印刷。

關(guān)鍵在于，所述步驟二中制備光吸收層包括配置鈣鈦礦前驅(qū)體溶液，將制備好的鈣鈦礦溶液沉積在所述電子傳輸層上，制備光吸收層；

鈣鈦礦前驅(qū)體溶液為AX和PbX2溶液，其中AX溶液、PbX₂溶液的X為氟、碘、氯、溴中的一種或幾種；A為甲基胺離子、甲脒離子、堿金屬離子中的一種或幾種；溶液采用二甲基亞颯（DMSO）、二甲基甲酰胺（DMF）、異丙醇、甲苯、甲醇、乙醇中的一種或幾種。

關(guān)鍵在于，所述步驟二中制備保護(hù)層包括調(diào)控保護(hù)層材料溶解于溶劑中的濃度，將溶解液涂覆在光吸收層上制備保護(hù)層。

關(guān)鍵在于，所述步驟二中制備空穴傳輸層包括調(diào)控空穴傳輸層材料溶解于溶劑中的濃度，將溶解液涂覆在所述保護(hù)層上制備空穴傳輸層。

關(guān)鍵在于，所述步驟三制備金屬電極方法為金屬蒸發(fā)法。