[發(fā)明專利]一種基于不銹鋼箔基底的柔性鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011475582.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112599679A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉生忠;王立坤;杜敏永;王輝;曹越先;王開;焦玉驍;段連杰;孫友名;姜簫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: H01L51/44
• 分類號: H01L51/44;H01L51/42;H01L51/00;H01L51/48
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 周瑩;李馨

1.一種柔性鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述電池的結(jié)構(gòu)由下至上依次為不銹鋼箔基底、電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層、緩沖層和透明電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述不銹鋼箔基底厚度為50-250μm；所述電子傳輸層厚度為5-50nm；所述鈣鈦礦吸光層厚度為300-500nm；所述空穴傳輸層厚度為50-300nm；所述緩沖層厚度為5-50nm；所述透明電極厚度為100-300nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，

所述電子傳輸層的材料為SnO₂、TiO₂或ZnO；

所述鈣鈦礦吸光層的材料為CH₃NH₃PbI₃、CH₃NH₃PbI_3-xCl_x、(FAPbI₃)_1-x(MAPbBr₃)_x、(CsFAMA)PbI_3-xBr_x或(CsFAMA)PbI_3-xCl_x；

所述空穴傳輸層的材料為Spiro-OMeTAD、PTAA或PEDOT:PSS；

所述緩沖層的材料為NPB、MoO_x或NiO_x；

所述透明電極的材料為ITO。

4.一種根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述柔性鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)對不銹鋼箔基底進(jìn)行前處理；

(2)在不銹鋼箔基底上采用電子束蒸發(fā)法沉積電子傳輸層；

(3)在電子傳輸層之上采用真空蒸發(fā)法制備鈣鈦礦吸光層；

(4)在鈣鈦礦吸光層之上采用溶液法制備空穴傳輸層；

(5)在空穴傳輸層之上采用真空蒸發(fā)法沉積緩沖層；

(6)在緩沖層之上采用磁控濺射法制備ITO透明電極。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，前處理為將不銹鋼箔基底在NaOH堿液中超聲清洗30min，然后用去離子水超聲清洗3次，每次20min，最后在70℃烘箱中烘干。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，腔體真空度低于9.9*10^-4Pa時(shí)開始沉積，沉積速率為功率為2％-10％。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，真空蒸發(fā)法具體是在有機(jī)源熱蒸發(fā)設(shè)備中逐層沉積鈣鈦礦原材料，蒸發(fā)速率為蒸發(fā)溫度為80-300℃，沉積后在110-160℃氮?dú)夂嫦渲型嘶?h。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，溶液法具體為在鈣鈦礦吸光層上旋涂Spiro-OMeTAD的氯苯溶液、PTAA的氯苯溶液或PEDOT:PSS的氯苯溶液，溶液濃度為1-1.5mol/L。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，真空度低于9.9*10^-4Pa時(shí)開始沉積，沉積速率為功率為2％-10％。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)中，真空度低于9.9*10^-5torr時(shí)開始磁控濺射，功率為80-180W，Ar流量為20sccm。