[發明專利]一種鈣鈦礦電池及鈣鈦礦電池的制備方法

在審

• 申請號: 202010857765.2
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN112086559A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 解俊杰;徐琛;李子峰;吳兆
• 申請（專利權）人: 隆基綠能科技股份有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 趙娟

本發明提供了一種鈣鈦礦電池及鈣鈦礦電池的制備方法，涉及光伏技術領域。鈣鈦礦電池包括光吸收層，所述光吸收層的材料為鈣鈦礦材料；所述光吸收層的帶隙從向光面到背光面方向逐漸變小。本發明實施例中，在鈣鈦礦電池中設置從向光面到背光面帶隙逐漸減小的光吸收層，無需多層不同帶隙的鈣鈦礦吸收層疊加，簡化了制備工藝，便于大規模生產；由于光吸收層的帶隙從向光面到背光面逐漸小，使得光吸收層能夠在拓寬光譜吸收的同時，載流子可以在光吸收層內傳輸，無需穿過多個界面，降低了載流子傳輸時的能量損失，提高電池的轉換效率。

技術領域

本發明涉及太陽能光伏技術領域，特別是涉及一種鈣鈦礦電池及鈣鈦礦電池的制備方法。

背景技術

鈣鈦礦電池是一種結構簡單、高效率、低成本、可溶液加工的新型薄膜電池，光電轉換效率可達25％以上。由于不同維度、組分的鈣鈦礦材料具有不用的帶隙，因此，可以通過鈣鈦礦材料制備高效的疊層電池。

目前，鈣鈦礦疊層電池主要通過上下電池疊加連接的方式實現，根據上下電池連接方式的不同，鈣鈦礦疊層電池可以為在上下電池之間通過復合層連接，以電子-空穴復合機制導電的兩端結構；也可以是上下電池以多層的收集層連接，在上下電池的正極和負極引出電極，導出電流的四端結構。無論是四端結構還是兩端結構，鈣鈦礦疊層電池都包含有很多層薄膜，界面較多，卻使得上下電池間載流子需要穿過多個界面才能導出，導致載流子復合幾率增大，光電轉換效率損失大；且鈣鈦礦材料穩定性較低，使得多層疊加的過程中對電池制備工藝的要求較高。

發明內容

本發明提供一種鈣鈦礦電池及鈣鈦礦電池的制備方法，旨在降低載流子復合幾率，提升電池的光電轉換效率以及簡化制備工藝。

第一方面，本發明實施例提供了一種鈣鈦礦電池，所述鈣鈦礦電池包括光吸收層，所述光吸收層的材料為鈣鈦礦材料；所述光吸收層的帶隙從向光面到背光面方向逐漸變小。

可選的，所述光吸收層的向光面的材料為ABX₃鈣鈦礦；

所述光吸收層的向光面的材料為ABX₃鈣鈦礦；

所述光吸收層的背光面的材料為A'B'X'₃鈣鈦礦；

在所述ABX₃鈣鈦礦與所述A'B'X'₃鈣鈦礦中，A與A'、X與X'至少一個不同。

可選的，所述A與所述A'分別選自甲胺離子、甲脒離子、苯乙胺離子和銫離子中的至少一個。

可選的，所述B與所述B'分別選自鉛離子和錫離子中的至少一個。

可選的，所述X與所述X'分別選自溴離子、碘離子和氯離子中的至少一個。

可選的，所述鈣鈦礦電池還包括位于所述光吸收層一側的第一載流子傳輸層、以及位于所述第一載流子傳輸層遠離所述光吸收層一側的第一電極；

以及，位于所述光吸收層遠離所述第一載流子傳輸層一側的第二載流子傳輸層、以及位于所述第二載流子層遠離所述光吸收層一側的第二電極；

所述第一載流子傳輸層和所述第二載流子傳輸層的導電類型不同。

可選的，所述鈣鈦礦電池還包括位于所述第一載流子傳輸層和所述光吸收層之間的第一介孔材料，以及位于所述第一介孔材料和所述光吸收層之間的第一支架層；和/或，

位于所述第二載流子傳輸層和所述光吸收層之間的第二介孔材料，以及位于所述第二介孔材料和所述光吸收層之間的第二支架層。

第二方面，本發明實施例還提供了一種鈣鈦礦電池的制備方法，所述方法可以包括：