[發(fā)明專利]鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011072902.8
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112201755A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牛歡歡;袁晨辰;范利生;陳偉中;孫璇;田清勇;范斌
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山協(xié)鑫光電材料有限公司;蘇州協(xié)鑫納米科技有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 趙世發(fā)

1.一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于包括：

依次制作疊層設(shè)置的第一電極、電子傳輸層和第一鈣鈦礦層，而形成第一部分結(jié)構(gòu)；

依次制作疊層設(shè)置的第二電極、空穴傳輸層和第二鈣鈦礦層，而形成第二部分結(jié)構(gòu)；

將所述第一部分結(jié)構(gòu)中的第一鈣鈦礦層與第二部分結(jié)構(gòu)中的第二鈣鈦礦層于半固態(tài)狀態(tài)下對接在一起，并使所述第一鈣鈦礦層與第二鈣鈦礦層結(jié)合為一體，從而形成所述的鈣鈦礦太陽能電池。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于具體包括：將所述第一鈣鈦礦層與第二鈣鈦礦層于半固態(tài)狀態(tài)下對接在一起，并對所述第一鈣鈦礦層、第二鈣鈦礦層進行退火處理，以使所述第一鈣鈦礦層中的部分第一鈣鈦礦材料和第二鈣鈦礦層中的部分第二鈣鈦礦材料在第一鈣鈦礦層和第二鈣鈦礦層之間的界面處混合形成混合層，而使所述第一鈣鈦礦層與第二鈣鈦礦層結(jié)合為一體。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：先于第一溫度條件下分別所述第一鈣鈦礦層、第二鈣鈦礦層進行第一次退火處理，之后將所述第一鈣鈦礦層與第二鈣鈦礦層于半固態(tài)狀態(tài)下對接在一起，再于第二溫度條件下對貼合后的第一鈣鈦礦層、第二鈣鈦礦層進行第二次退火處理，以使所述第一鈣鈦礦層與第二鈣鈦礦層結(jié)合為一體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述第一次退火處理的第一溫度為60-100℃，第一次退火處理的時間為0-20s；所述第二次退火處理的第二溫度為80-170℃，第二次退火處理的時間為15-20min。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述混合層中所包含的第一鈣鈦礦材料中的陽離子和第二鈣鈦礦材料中的陽離子的摩爾比為10-90％，優(yōu)選為45-60％。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于具體包括：以第一加熱機構(gòu)對所述第一鈣鈦礦層進行加熱并對所述第一鈣鈦礦層進行退火處理，以第二加熱機構(gòu)對所述第二鈦礦層進行加熱并對所述第二鈣鈦礦層進行退火處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于具體包括：將所述第一鈣鈦礦層與第二鈣鈦礦層于半固態(tài)狀態(tài)下對接在一起，并將所述第一部分結(jié)構(gòu)和第二部分結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一加熱機構(gòu)和第二加熱機構(gòu)之間，分別以所述以第一加熱機構(gòu)對所述第一部分結(jié)構(gòu)進行加熱并對所述第一鈣鈦礦層進行退火處理，以第二加熱機構(gòu)對所述第二部分結(jié)構(gòu)進行加熱并對所述第二鈣鈦礦層進行退火處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于還包括：在對所述第一鈣鈦礦層和第二鈣鈦礦層進行退火處理的同時，沿第一部分結(jié)構(gòu)或第二部分結(jié)構(gòu)的厚度方向向所述第一部分結(jié)構(gòu)和/或第二部分結(jié)構(gòu)施加1-1.2個大氣壓的壓力。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于具體包括：采用抽氣法制備形成所述的第一鈣鈦礦層、第二鈣鈦礦層；

優(yōu)選的，用于形成所述第一鈣鈦礦層或第二鈣鈦礦層的鈣鈦礦溶液的濃度為0.5-1.5mol/L；

優(yōu)選的，所述半固態(tài)的第一鈣鈦礦層、第二鈣鈦礦層的固含量均為(90±10)wt％；

優(yōu)選的，所述第一鈣鈦礦材料和第二鈣鈦礦材料不同；優(yōu)選的，所述第一鈣鈦礦材料和第二鈣鈦礦材料包括MAPbI₃、FAPbI₃、FA_xCs_1-xPbI₃、MASnI₃、FASnI₃、FA_xCs_1-xPbI₃中的任意一種或兩種以上的組合，其中，所述0＜x＜1。

10.由權(quán)利要求1-9中任一項所述的制備方法制備形成的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于包括鈣鈦礦層和與鈣鈦礦層配合的其它結(jié)構(gòu)層，其中，所述鈣鈦礦層包括沿厚度方向依次分布的第一單一組分區(qū)、混合組分區(qū)和第二單一組分區(qū)，其中，所述第一單一組分區(qū)的材質(zhì)包括第一鈣鈦礦材料，第二單一組分區(qū)的材質(zhì)包括第二鈣鈦礦材料，所述混合組分區(qū)的材質(zhì)包括第一鈣鈦礦材料和第二鈣鈦礦材料；

優(yōu)選的，所述混合組分區(qū)中所包含的第一鈣鈦礦材料中的陽離子和第二鈣鈦礦材料中的陽離子的摩爾比為10-90％，優(yōu)選為45-60％；

優(yōu)選的，所述第一單一組分區(qū)、混合組分區(qū)和第二單一組分區(qū)的厚度之比為1:3:1。