[發(fā)明專利]一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池及其制備方法和用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010549638.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN113809236A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 欒乙剛;王吉政;莊晶;魏源志;陳寧利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 聶稻波;謝怡婷

1.一種n-i-p結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，所述鈣鈦礦太陽(yáng)能電池包括自下而上依次設(shè)置的透明導(dǎo)電基底、電子傳輸層、鈣鈦礦活性層、空穴傳輸層和電極層；

其中，所述電子傳輸層包括SnO₂和添加劑，所述添加劑選自氟醇類化合物，所述鈣鈦礦活性層為(FAPbI₃)_1-x(MAPbBr_3-yCl_y)_x，0x0.03，0y0.05。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，其中，所述透明導(dǎo)電基底選自ITO，所述透明導(dǎo)電基底的厚度為130-150nm；

所述電子傳輸層的厚度為20-30nm；

所述鈣鈦礦活性層的厚度為650-720nm；

所述空穴傳輸層為2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(Spiro-OMeTAD)或聚-3己基噻吩(P3HT)，其厚度為150-200nm；

所述電極層為金或銀，其厚度為60～80nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，其中，所述氟醇類化合物選自二氟乙醇、四氟丙醇、六氟丁醇、六氟異丙醇中的任意一種；

所述SnO₂和添加劑的質(zhì)量比為0.5-8:1。

4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法，包括以下步驟：

1)配制含有添加劑和SnO₂膠體的前驅(qū)體溶液，將前驅(qū)體溶液涂覆在透明導(dǎo)電基底表面，退火，氧等離子體處理，制備得到電子傳輸層；

2)分別配制PbI₂溶液和混合銨鹽溶液，將PbI₂溶液和混合銨鹽溶液依次涂覆到步驟1)的電子傳輸層表面，退火處理，制備得到鈣鈦礦活性層。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，所述方法還包括如下步驟：

3)配制空穴傳輸溶液，將空穴傳輸溶液涂覆在步驟2)的鈣鈦礦活性層表面，氧化處理，制備得到空穴傳輸層；

4)在步驟3)的空穴傳輸層表面蒸鍍金屬，制備得到電極層。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其中，步驟1)中，所述含有添加劑和SnO₂膠體的前驅(qū)體溶液中包括添加劑、超純水和SnO₂膠體；其中，所述添加劑與超純水的體積比為0.05-0.8:1，所述SnO₂膠體在前驅(qū)體溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-5wt％。

優(yōu)選地，步驟1)中，所述退火是在空氣氣氛中進(jìn)行的。所述退火的溫度為100-180℃，所述退火的時(shí)間為15-50分鐘。

7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的制備方法，其中，步驟1)中，所述氧等離子體處理的時(shí)間為1-10分鐘，所述氧等離子體處理的功率為60W～140W，所述氧等離子體處理的氧氣流速為0.02-0.1L/h。