[發(fā)明專利]一種制備基于納米片層材料修飾鹵化鈣鈦礦太陽能電池的方法以及產(chǎn)品

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110690123.2
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113540360A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙麗;李祖紅;李鵬;王世敏;周釔均;金佳人
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北大學(xué)
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 武漢華之喻知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42267
• 代理人: 王世芳;曹葆青

本發(fā)明提供一種制備基于納米片層材料修飾的鹵化鈣鈦礦太陽能電池的方法以及產(chǎn)品，涉及太陽能電池領(lǐng)域，方法如下步驟：(1)FTO玻璃襯底層的清洗，(2)進行SnO₂電子傳輸層的旋涂，(3)在SnO₂電子傳輸層進行C₃N₃修飾的鹵化鈣鈦礦吸光層的旋涂，(4)在C₃N₃修飾的鹵化鈣鈦礦吸光層上旋涂空穴傳輸層，(5)制備電極層。以上方法制備的太陽能電池依次包括FTO玻璃襯底、SnO₂電子傳輸層、C₃N₃修飾鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層以及陽極層。本發(fā)明方法生產(chǎn)成本低廉，所得的C₃N₃修飾的鹵化鈣鈦礦太陽能電池不僅具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率，同時也具有較好的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于C₃N₃納米片層材料修飾鹵化鈣鈦礦太陽能電池的制備方法以及產(chǎn)品。

背景技術(shù)

近年來，有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池得到廣泛關(guān)注并取得了快速發(fā)展，其光電轉(zhuǎn)換效率自從2009年首次報道時的3.8％，截至2021年已經(jīng)飆升到25.5％。鈣鈦礦作為鈣鈦礦太陽能電池的光吸收層主要材料，其薄膜質(zhì)量直接影響到太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

據(jù)了解，結(jié)晶度高、光滑、致密的鈣鈦礦薄膜，有助于薄膜內(nèi)部光生載流子的產(chǎn)生和分離。相反地，粗糙、有大量晶界的鈣鈦礦薄膜，則會導(dǎo)致吸光度和光生電流下降，也會產(chǎn)生較大的晶體縫隙和孔洞。這些縫隙和針孔會使得部分電子傳輸層和空穴傳輸層直接接觸，增加漏電通道，進而降低器件的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。為了提高鈣鈦礦薄膜質(zhì)量和減少針孔的產(chǎn)生，可在前驅(qū)體溶液中引入添加劑，以在一定程度上優(yōu)化鈣鈦礦薄膜的形貌、改善載流子傳輸特性。

因此，研制一種制備方法簡單、操作方便、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的添加劑是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種制備基于納米片層材料修飾鹵化鈣鈦礦太陽能電池的方法以及產(chǎn)品，采用C₃N₃修飾鹵化鈣鈦礦吸光層，延緩了鈣鈦礦晶體的生長速率，還能避免薄膜退火過程中針孔的產(chǎn)生，C₃N₃修飾的鹵化鈣鈦礦太陽能電池不僅具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率，同時也具有較好的穩(wěn)定性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種制備基于納米片層材料修飾的鹵化鈣鈦礦太陽能電池的方法，其包括如下步驟：

(1)FTO玻璃襯底層的清洗，

(2)在潔凈的FTO玻璃襯底層進行SnO₂電子傳輸層的旋涂，

(3)在SnO₂電子傳輸層進行C₃N₃修飾的鹵化鈣鈦礦吸光層的旋涂，

(4)在C₃N₃修飾的鹵化鈣鈦礦吸光層上旋涂空穴傳輸層，

(5)在空穴傳輸層上制備電極層。

進一步的，鹵化鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)式為ABX₃，結(jié)構(gòu)式為ABX₃的鹵化鈣鈦礦包括全無機鈣鈦礦、有機鈣鈦礦或有機-無機混合型鈣鈦礦，

結(jié)構(gòu)式ABX₃中的A選自Cs、CH₃NH₃(簡稱MA)和HC(NH₂)₂(簡稱FA)中的至少一種，ABX₃中的B選自Pb或Sn，ABX₃中的X選自Cl、Br和I中的至少一種。