[發(fā)明專利]一種全無機P/N異質(zhì)結(jié)硒化銻/鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010053001.8
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111244220B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹龍衛(wèi);付琳
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H01L31/072
• 分類號: H01L31/072;H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 韓獻(xiàn)龍

1.一種全無機P/N異質(zhì)結(jié)硒化銻/鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，包括從下至上依次排列的FTO導(dǎo)電玻璃基底、二氧化鈦（TiO₂）層、無機CsPbBrI₂鈣鈦礦層、硒化處理的Sb₂Se₃層以及金屬對電極層；

所述FTO導(dǎo)電玻璃基底的厚度為140-160nm；所述二氧化鈦層的厚度為20-30nm；所述金屬對電極為銀對電極或金對電極；所述金屬對電極層的厚度為40-60nm；所述無機CsPbBrI₂鈣鈦礦層的厚度為240-260nm，所述無機CsPbBrI₂鈣鈦礦為n型半導(dǎo)體；

所述硒化處理的Sb₂Se₃層是厚度為140-160nm的Sb₂Se₃層上沉積厚度為10-20nm的Se層，然后經(jīng)退火處理制備得到；具體制備方法如下：在真空度小于1*10^-4Pa下，以5-15℃/min的升溫速率升溫至120℃，固體粉末Se蒸發(fā)并沉積在Sb₂Se₃層上，得到Se層，經(jīng)惰性氣氛中、250-350℃退火處理10-20min即得硒化處理的Sb₂Se₃層；

無機CsPbBrI₂鈣鈦礦層和硒化處理的Sb₂Se₃層形成異質(zhì)結(jié)，異質(zhì)結(jié)的相對能帶位置為二型異質(zhì)結(jié)（type-2）；所述硒化處理的Sb₂Se₃層的厚度為150-180nm；硒化處理的Sb₂Se₃為p型半導(dǎo)體。

2.如權(quán)利要求1所述全無機P/N異質(zhì)結(jié)硒化銻/鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，包括步驟：

（1）FTO導(dǎo)電玻璃經(jīng)刻蝕、洗滌、干燥、紫外臭氧處理制備得到FTO導(dǎo)電玻璃基底；

（2）將鈦異丙醇、稀鹽酸和無水乙醇混合均勻得到二氧化鈦前驅(qū)體溶液；然后旋涂在FTO導(dǎo)電玻璃基底上，經(jīng)干燥、高溫退火處理得到二氧化鈦層；

（3）以CsBr和PbI₂為原料，采用旋涂法或真空熱蒸發(fā)法，然后經(jīng)退火處理得到無機CsPbBrI₂鈣鈦礦層；

（4）采用真空熱蒸發(fā)法將Sb₂Se₃沉積在無機CsPbBrI₂鈣鈦礦層上，得到Sb₂Se₃層；然后采用真空熱蒸發(fā)法將Se沉積在Sb₂Se₃層上，得到Se層，經(jīng)退火處理即得硒化處理的Sb₂Se₃層；最后采用真空熱蒸發(fā)法將金屬對電極沉積在硒化處理的Sb₂Se₃層上得到金屬對電極層，即得到全無機P/N異質(zhì)結(jié)硒化銻/鈣鈦礦太陽能電池。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述全無機P/N異質(zhì)結(jié)硒化銻/鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，包括以下條件中的一項或多項：

a、鈦異丙醇、稀鹽酸和無水乙醇的體積比為0.1-0.2:0.01-0.03:1；所述稀鹽酸的摩爾濃度為1-3mol/L；

b、所述旋涂是使用勻膠機將二氧化鈦前驅(qū)體溶液旋涂在FTO導(dǎo)電玻璃基底上，旋涂轉(zhuǎn)速為1500-2500rpm，旋涂時間為20-40秒；

c、干燥溫度為80-120℃，干燥時間為5-15分鐘；高溫退化處理是于空氣中，400-600℃處理20-40分鐘。