[發明專利]多活性位點配體分子在鈣鈦礦太陽能電池中的應用及器件的制備方法

有效

• 申請號: 202110208864.2
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN113013333B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 陳江照;劉白白
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01L51/00
• 分類號: H01L51/00;H01L51/48;H01L51/42
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 董林利

1.多活性位點配體分子在鈣鈦礦太陽能電池中的應用，其特征在于，所述多活性位點配體分子為同時含有N、O和S電子供體的路易斯堿分子，所述多活性位點配體分子用于修飾鈣鈦礦吸光層與空穴傳輸層之間的界面；

所述多活性位點配體分子為下述化合物中的任一種：

2.一種鈣鈦礦太陽能電池，所述電池由下往上依次由導電基底層、電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層和金屬背電極層疊組成，其特征在于，所述鈣鈦礦吸光層與空穴傳輸層之間的界面以多活性位點配體分子進行修飾，所述多活性位點配體分子為同時含有N、O和S電子供體的路易斯堿分子；

所述多活性位點配體分子為下述化合物中的任一種：

3.如權利要求2所述的一種鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述導電基底層為ITO或FTO的一種；所述電子傳輸層的材料為SnO₂、TiO₂、ZnO、BaSnO₃或CeO₂中的一種或多種；所述鈣鈦礦吸光層為ABX₃鈣鈦礦吸光層，其中A為CH₃NH₃⁺、CH(NH₂)₂⁺、Cs⁺或Rb⁺中的一種或多種，B為Pb²⁺、Sn²⁺或Ge²⁺中的一種或多種，X為Cl^-、Br^-或I^-中的一種或多種；所述空穴傳輸層的材料為2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、聚[雙(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、硫氰酸亞銅、碘化亞銅或氧化鎳中的一種或多種；所述金屬背電極為Au、Ag或低溫碳電極中的一種。

4.權利要求2-3任一項所述的一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述方法如下：

(1)對導電基底進行預處理；

(2)將電子傳輸層溶液旋涂于經步驟(1)處理后的導電基底上，退火制備電子傳輸層，然后對所述電子傳輸層進行紫外臭氧照射處理或Plasma等離子處理；

(3)將鈣鈦礦前驅體溶液旋涂于步驟(2)中電子傳輸層上，并滴加反溶劑，退火制備鈣鈦礦吸光層；

(4)將多活性位點配體分子溶液旋涂于步驟(3)中鈣鈦礦吸光層上，制得界面修飾層；

(5)將空穴傳輸層溶液旋涂于步驟(4)中界面修飾層上，制得空穴傳輸層；

(6)在步驟(5)中空穴傳輸層上制備金屬背電極，即可。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，將質量分數為2-10％的電子傳輸層溶液滴加到經步驟(1)處理后的導電基底上，以2000-6000rpm的轉速旋涂20-60s，然后在100-200℃下退火10-60min，制得電子傳輸層，隨后對所述電子傳輸層進行紫外臭氧照射處理5-30min。

6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，將濃度為0.6-1.7mol/L的鈣鈦礦前驅體溶液滴加到步驟(2)中電子傳輸層上，以2000-6000rpm的轉速旋涂20-60s，在第5-25s滴加80-150μL反溶劑，隨后在100-150℃下退火10-60min，制得鈣鈦礦吸光層。

7.如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，將濃度為0.01-10mg/mL的多活性位點配體分子溶液滴加到步驟(3)中鈣鈦礦吸光層上，以3000-6000rpm的轉速旋涂30-60s，制得界面修飾層。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述多活性位點配體分子溶液中溶劑為二氯甲烷、氯仿、氯苯、二氯苯、甲苯、乙酸乙酯、乙醚、苯甲醚或異丙醇中的一種或多種。

9.如權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(5)中，將濃度為60-80mg/mL的空穴傳輸層溶液滴加到步驟(4)中界面修飾層上，以3000-5000rpm的轉速旋涂30-60s，制得空穴傳輸層。