[發明專利]正交叉指全背接觸鈣鈦礦太陽電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202010118785.8
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111293222A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 李躍龍;侯國付;趙穎;張曉丹
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種正交叉指全背接觸鈣鈦礦太陽電池，其特征在于自下到上包括：1)襯底；2)正電極；3)正電極上的空穴傳輸層；4)絕緣隔離層；5)負電極；6)負電極上的電子傳輸層；7)鈣鈦礦吸收層；8)鈍化層；9)減反射保護層。

2.根據專利要求1所述的正交叉指全背接觸鈣鈦礦太陽電池，其特征在于襯底采用玻璃、不銹鋼等金屬襯底、纖維織物、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚酰亞胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)及其衍生物等柔性或剛性襯底，具有透明或不透明特性。

3.根據專利要求1所述的正交叉指全背接觸鈣鈦礦太陽電池，其特征在于正電極和負電極采用Cu、Ti、Ni、Au、Ag、Al等各類金屬及其合金，或良好導電性的FTO、ITO、ZnO等透明導電膜，金屬納米線氧化物混合透明電極、金屬和氧化物多級結構透明電極、各類合金、金屬電極和碳材料電極中的一種或多種；正電極和負電極可以為同一種材料，也可以為不同材料，厚度在10nm～50μm。

4.根據專利要求1所述的正交叉指全背接觸鈣鈦礦太陽電池，其特征在于正電極和負電極均在電池的背光面，且正、負電極通過絕緣材料填充等方式進行相互隔斷；正電極和負電極的線寬在10nm～500μm；正負電極之間間隔在10nm～5μm，其間隔距離主要取決于絕緣層和載流子傳輸層等功能層的厚度；正電極和負電極的形狀可以是正交的直線，也可以是正交但不相連的曲線，如齒狀、螺旋、圓形、回形等線條。

5.根據專利要求1所述的正交叉指全背接觸鈣鈦礦太陽電池，其特征在于絕緣隔離層可以是二氧化硅(SiO₂)、三氧化二鋁(Al₂O₃)、陶瓷材料、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、環氧塑料、聚酯、聚碳酸酯、聚酰亞胺等材料中的一種或多種，厚度在10nm～5μm。

6.根據專利要求1所述的正交叉指全背接觸鈣鈦礦太陽電池，其特征在于電子傳輸層采用氧化錫(SnO₂)、硫化鋅、二氧化鈦(TiO₂)、二氧化鋅(ZnO)、聚苯乙烯磺酸鹽(如PSSA)、富勒烯衍生物(如PCBM)、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、金屬酞菁分子材料、石墨烯、氧化鋅錫、富勒烯等材料中的一種或者多種，厚度在5nm～500nm。其特征在于空穴傳輸層采用氧化鎳(NiO_x)、氧化鎢(WO_x)、氧化鉬(MoO_x)、五氧化二釩(V₂O_x)、硫氰酸亞銅(CuSCN)、硫氰化銅、二硫化鑰、氧化鉻、氧化鑰、碘化亞銅、聚乙烯咔唑、4-丁基-N,N-二苯基苯胺均聚物(Poly-TPD)、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基對苯醌、聚[雙(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)、聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸鹽(如PEDOT:PSS)、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(Spiro-OMeTAD)等材料中的一種或者多種，厚度在5nm～500nm。

7.根據專利要求1所述的正交叉指全背接觸鈣鈦礦太陽電池，其特征在于吸收層可以是多晶態鈣鈦礦或者單晶態鈣鈦礦，鈣鈦礦吸收層包括多晶態或者單晶態的有機-無機雜化ABX₃結構鈣鈦礦材料，其中A位陽離子為MA⁺、FA⁺、Cs⁺等烷基胺、烷基脒和堿金屬元素中的一種或多種，B位陽離子為Pb²⁺、Sb²⁺、Sn²⁺、Ge²⁺、Bi³⁺等分布在第四、第五和第六等主族元素中的一種或多種或Cu²⁺、Ag⁺等分布在第一副族元素中的一種或多種，X位陰離子為Cl^-、Br^-、I^-等鹵素元素中的一種或多種，吸收層厚度在50nm-500μm。