[發(fā)明專利]基于界面修飾的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110353193.9
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN112802965B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝玉英;胡李納;李仕奇;吳宇坤;孫欽軍
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，基于界面修飾的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，將均勻沉積的氧化錫銦ITO玻璃作為電池陽極，在氧化錫銦ITO上沉積一層PTAA和F4?TCNQ的混合薄膜，作為空穴傳輸層，在空穴傳輸層上旋涂PMMA和F4?TCNQ的混合溶液制備超薄鈍化層作為界面鈍化層，在界面鈍化層上沉積一層鈣鈦礦活性層作為光敏層，在光敏層上面沉積一層[6,6]?苯基C₆₁?丁酸甲酯PC₆₁BM作為電子傳輸層，在電子傳輸層上沉積一層BCP作為界面修飾層，在界面修飾層上通過真空熱蒸鍍一層銀膜作為電池的陰極，所述鈣鈦礦活性層為ABX₃薄膜，A為MA⁺或MA⁺與FA⁺的混合，B為Pb²⁺，X為I^—或I^—、Cl^—、Br^—的混合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，特別涉及有機-無機雜化鈣鈦礦型太陽能電池。

背景技術(shù)

自工業(yè)革命以來，人們對于化石能源的需求量越來越大，化石能源短缺成為制約國際社會發(fā)展的瓶頸，而且化石能源導(dǎo)致的環(huán)境污染愈發(fā)嚴(yán)重。為了解決這些問題，太陽能電池作為一種新能源技術(shù)應(yīng)時而生。從上世紀(jì)50年代發(fā)展至今，太陽能電池經(jīng)歷了三代的發(fā)展：（1）晶體硅太陽能電池。其制作工藝成熟，效率高，但造價高，耗能高，限制了其更進一步的發(fā)展；（2）薄膜太陽能電池。它可以做得很薄，節(jié)約了原材料，降低了成本，并能夠?qū)崿F(xiàn)可連續(xù)、大面積和自動化生產(chǎn)，其缺點是效率低，穩(wěn)定性差，所用材料含有碲、鎵、硒、銦等稀缺元素且會對環(huán)境造成污染。（3）新型太陽能電池，主要有染料敏化太陽能電池（DSSC），有機太陽能電池（OPV）及鈣鈦礦太陽能電池（PSC）等。其中鈣鈦礦太陽能電池因其制備工藝簡單，成本低，光電轉(zhuǎn)換效率高（目前效率達25%以上）而受到全世界的廣泛關(guān)注。

鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的一般通式為ABX₃（A：CH₃NH₃⁺（MA⁺）、HC(NH₂)₂⁺（FA⁺）； B：Pb²⁺；X：I^—、Br^—、Cl^—等鹵族元素離子），呈立方體或八面體形狀。鈣鈦礦材料制備的太陽能電池因光吸收系數(shù)高、帶隙可調(diào)、可實現(xiàn)電子空穴雙極傳輸且遷移率高、制備工藝簡單、成本低廉等優(yōu)勢成為光伏領(lǐng)域的研究熱點。但其制備條件要求嚴(yán)格，對制備環(huán)境敏感，可重復(fù)性較差。因此研發(fā)高效、環(huán)保、簡易、低廉、重復(fù)性好的的鈣鈦礦太陽能電池具有重要的意義