[發明專利]一種晶格匹配的異質結復合薄膜、制備方法及鈣鈦礦太陽能電池

有效

• 申請號: 202010545805.X
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111653672B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 曾瑋;伊海波;薛瑞;黃林生;阮莉敏;王思亮;徐超;梁棟
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 孫永剛

1.一種晶格匹配的異質結復合薄膜，該復合薄膜含有納米尺度的Bi烯-SnO₂異質結，所述Bi烯-SnO₂異質結中，Sn、O、Bi元素的原子個數百分比分別為23-25%、73-75%和 1-2%；所述Bi烯為二維原子級片層，SnO₂為三維納米顆粒，Bi烯和SnO₂之間形成晶格匹配的原子級二維六方平行匹配界面。

2.一種權利要求1所述復合薄膜的制備方法，包括Bi烯的制備、Bi烯-SnO₂混合前驅溶液的制備以及將Bi烯-SnO₂混合前驅溶液涂覆在基底上進行退火。

3.如權利要求2所述的復合薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）Bi烯的制備：以Bi粉、(NH₄)₂S₂O₈、H₂SO₄、H₂O₂為原料在室溫下反應18-20 h，再經離心水洗、超聲后，在55-65℃真空中干燥11-13h，獲得Bi稀；

2）Bi烯-SnO₂混合前驅溶液的制備：配置Bi烯分散溶液，使得Bi的含量為0.08-0.13wt%；配置2-3 wt%的SnO₂膠體水溶液，向其中加入2.65-2.75 wt%的Bi烯分散溶液，在室溫下超聲處理20-40 min；

3）退火：將Bi烯-SnO₂混合前驅溶液涂覆在基底上，以3500-4500 rpm的轉速旋轉20-40s，最后在130-170℃下熱臺上退火20-40 min。

4.權利要求1所述的復合薄膜或者由權利要求2-3任一項所述的制備方法得到的復合薄膜作為電子傳輸介質的應用。

5.如權利要求4所述應用，其特征在于，所述復合薄膜在鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸層的應用。

6.一種鈣鈦礦太陽能電池，包含基底、電子傳輸層、鈣鈦礦活性層、空穴傳輸層、金屬電極，其特征在于，所述電子傳輸層基于權利要求1所述的復合薄膜或者由權利要求2-3任一項所述的制備方法得到的復合薄膜。

7.權利要求6所述的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）清洗基底：取FTO玻璃作為基底，洗滌并烘干，接著用UV-臭氧處理；

2）制備電子傳輸層：在基底上制備電子傳輸層，厚度為50-60 nm；

3）制備鈣鈦礦活性層：在電子傳輸層上制備鈣鈦礦活性層,厚度為565-575 nm；

4）制備空穴傳輸層：在鈣鈦礦活性層上制備空穴傳輸層，厚度為180-200 nm；

5) 制備金屬電極：在空穴傳輸層上制備金屬電極,厚度為90-110 nm。