[發(fā)明專利]一種復(fù)合電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010724491.X
• 申請(qǐng)日: 2020-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN111785835A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱衛(wèi)東;柴文明;張春福;陳大正;張進(jìn)成;郝躍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種復(fù)合電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，清洗導(dǎo)電玻璃襯底：將導(dǎo)電玻璃襯底超聲清洗；

步驟2，超聲清洗后的導(dǎo)電玻璃襯底UV-zone處理；

步驟3，制備復(fù)合電子傳輸層：

1)按照質(zhì)量比1：1將SnO₂、C₃N₄和去離子水混合分散攪拌均勻，獲得SnO₂和C₃N₄混合前驅(qū)體溶液；

2)將SnO₂和C₃N₄混合前驅(qū)體旋涂在處理好的FTO導(dǎo)電玻璃襯底上，退火，得到致密的SnO₂和C₃N₄混合層；

3)采用原子層沉積ALD系統(tǒng)將TiO₂薄層沉積在SnO₂和C₃N₄混合層上：

步驟4，制備鈣鈦礦光吸收層：

1)按照摩爾比1：1將碘化銫或有機(jī)鹵鹽與鹵化鉛溶解于有機(jī)溶劑中，攪拌，獲得0.8-1.3mol/L的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；

2)將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液旋涂到制備好的含有電子傳輸層的襯底上，以不同的速度旋轉(zhuǎn)，然后進(jìn)行退火結(jié)晶，獲得厚度為400-600nm的鈣鈦礦薄膜；

步驟5，制備空穴傳輸層：在鈣鈦礦光吸收層表面旋涂空穴傳輸層材料：Spiro-MeOTAD混合物溶液、PTAA、P3HT、CuI、NiO_x或MoO_x中的一種或多種，通過控制轉(zhuǎn)速和濃度，將厚度控制在100-400nm；

步驟6，制備電極：采用熱蒸鍍的方式沉積厚度為80-120nm金屬電極；或者使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)將導(dǎo)電碳漿料沉積在鈣鈦礦薄膜上，得到鈣鈦礦太陽能電池。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟3-1)中，SnO₂和C₃N₄分散溶液為質(zhì)量比濃度為3-6％水和乙醇的混合液。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟3-2)中，以2000-3000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30-60s，100-150℃退火30-40min；所述致密的SnO₂和C₃N₄混合層厚度為30-50nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟3-3)中，在高純氮?dú)夥罩校ㄈ脞佋次皆赟nO₂和C₃N₄混合層表面，再通入氧源和鈦源發(fā)生氧化還原反應(yīng)，獲得單層TiO₂，多次循環(huán)，獲得在SnO₂和C₃N₄混合層上的ALD-TiO₂層，即得SnO₂+C₃N₄/ALD-TiO₂復(fù)合電子傳輸層。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，在溫度為150-200℃，N₂的流速為10-15sccm，氣壓為0.3-0.4Torr條件下進(jìn)行ALD系統(tǒng)循環(huán)：鈦源脈沖0.1-0.3s—氮?dú)馇逑?0-40s—氧源脈沖0.1-0.3s—氮?dú)馇逑?0-40s，ALD系統(tǒng)一個(gè)循環(huán)生長(zhǎng)厚度為ALD-TiO₂層厚度控制在2-10nm。