[發明專利]一種具有界面修飾層的鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202011077876.8
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112201756A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 趙麗;吳淑珍;劉洲;王世敏
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

本發明公開了一種具有界面修飾層的鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法，屬于鈣鈦礦太陽能電池技術領域。該鈣鈦礦太陽能電池具有用于設置于電子傳輸層和鈣鈦礦吸光層之間的界面修飾層，界面修飾層的制備原料包括氮化碳。通過在電子傳輸層和鈣鈦礦吸光層之間設置含有氮化碳的界面修飾層，不僅可以鈍化鈣鈦礦的固有缺陷，又可以加強界面電荷傳輸，抑制界面復合，對應的鈣鈦礦太陽能電池能夠在不犧牲電池穩定性的基礎上有效提升電池的光電轉換效率。其制備方法包括：將界面修飾層設置于電子傳輸層和鈣鈦礦吸光層之間。該方法簡單，易操作。

技術領域

本發明涉及鈣鈦礦太陽能電池技術領域，具體而言，涉及一種具有界面修飾層的鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法。

背景技術

在亟需解決能源短缺的背景下，鈣鈦礦太陽能電池由于其低成本、制備方法簡單、原材料廉價易得等的優點，迅速得到學術界和產業界的廣泛關注。鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率也從最初的3.8％得到了提到24.8％，達到了目前商用的太陽能電池的光電轉換效率，成為最具有商業應用前景的新一代太陽能電池技術。

在制備鈣鈦礦太陽能電池過程中，在鈣鈦礦中很容易出現各種缺陷，研究發現缺陷會增加載流子復合概率，嚴重影響PSCs的效率。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的之一包括提供一種具有界面修飾層的鈣鈦礦太陽能電池，該鈣鈦礦太陽能電池能夠鈍化鈣鈦礦的固有缺陷，在確保電池具有較高穩定性的同時提高電池的光電轉換效率。

本發明的目的之二包括提供一種上述鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，該方法簡單，易操作。

本申請是這樣實現的：

第一方面，本申請提供一種鈣鈦礦太陽能電池，其具有用于設置于電子傳輸層和鈣鈦礦吸光層之間的界面修飾層，界面修飾層的制備原料包括氮化碳。

在可選的實施方式中，界面修飾層的制備原料為元素摻雜的氮化碳。

在可選的實施方式中，摻雜的元素包括P、Cl和S中的至少一種。

在可選的實施方式中，電子傳輸層與界面修飾層之間還設有介孔層。

在可選的實施方式中，電子傳輸層的背離鈣鈦礦吸光層的一側的表面設有基底層。

在可選的實施方式中，鈣鈦礦吸光層的背離電子傳輸層的一側的表面設有陽極層。

在可選的實施方式中，電子傳輸層的制備材料包括TiO₂和SnO₂中的至少一種。

在可選的實施方式中，電子傳輸層包括由TiO₂致密層和SnO₂致密層組成的雙層致密層。

在可選的實施方式中，鈣鈦礦吸光層的制備原料包括結構式為ABX₃的材料，其中，A選自Cs、CH₃NH₃和C₄H₉NH₃中的任意一種，B選自Pb和Sn中的任意一種，X選自Cl、Br和I中的任意一種。

在可選的實施方式中，介孔層的制備原料包括TiO₂。

在可選的實施方式中，基底層的制備材料包括FTO。

在可選的實施方式中，陽極層的制備材料包括C。

在可選的實施方式中，鈣鈦礦太陽能電池的光電轉化率為11.36％，開壓電路為1.02V，電流密度為16.91mA/cm²，填充因子為66％。