[發(fā)明專利]三級鈣鈦礦疊層太陽能電池-儲能電池集成器件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111296269.5
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN114142115A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 解鳳賢;劉思宇;何海洋;郭睿倩;張萬路
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué);中山復(fù)旦聯(lián)合創(chuàng)新中心
• 主分類號: H01M10/46
• 分類號: H01M10/46;H01L27/30;H01L51/42;H01M10/052
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種三級鈣鈦礦疊層太陽能電池-儲能電池集成器件，其特征在于，由位于前部的三級鈣鈦礦疊層太陽能電池系統(tǒng)和位于后部的鋰硫電池系統(tǒng)組合構(gòu)成；其中，三級鈣鈦礦疊層太陽能電池系統(tǒng)包括前部、中部、后部帶隙不同的鈣鈦礦電池單元；三級鈣鈦礦疊層太陽能電池系統(tǒng)中，從下到上依次為：導(dǎo)電玻璃層、電子傳輸層、前部鈣鈦礦吸收層、空穴傳輸層、導(dǎo)電氧化物，電子傳輸層、中部鈣鈦礦吸收層、空穴傳輸層、導(dǎo)電氧化物、電子傳輸層、后部鈣鈦礦吸收層、空穴傳輸層、金屬電極；鋰硫電池系統(tǒng)包括硫碳正極、隔膜及鋰金屬負(fù)極；前部的三級全鈣鈦礦太陽能電池與后部的鋰硫電池通過致密共用電極相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三級鈣鈦礦疊層太陽能電池-儲能電池集成器件，其特征在于，所述導(dǎo)電玻璃為ITO、IFO、IZO、AZO中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三級鈣鈦礦疊層太陽能電池-儲能電池集成器件，其特征在于，所述電子傳輸層為SnO2、TiO2、ZnO2、PCBM、TPBI中的一種或者幾種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三級鈣鈦礦疊層太陽能電池-儲能電池集成器件，其特征在于，所述鈣鈦礦光吸收層為FAxCs1-xPbBryI3-y、MAPbI3或MAPbxSn1-xI3。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三級鈣鈦礦疊層太陽能電池-儲能電池集成器件，其特征在于，所述空穴傳輸層為PTAA、Spiro-oMeATD、MoO3、PEDOT:PSS中的一種或者幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三級鈣鈦礦疊層太陽能電池-儲能電池集成器件，其特征在于，所述共用電極層為Au、Ag、石墨烯中的一種或者幾種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三級鈣鈦礦疊層太陽能電池-儲能電池集成器件，其特征在于，所述硫碳正極為硫、碳納米管、NMP的混合物薄膜，所述隔膜為Celgard2300、Celgard2500中的一種或幾種。

8.如權(quán)利要求1-7任一項權(quán)利要求所述的三級鈣鈦礦疊層太陽能電池-儲能電池集成器件的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

S1、透明導(dǎo)電襯底清洗后干燥，并進(jìn)行表面改性處理；

S2、在所述的透明導(dǎo)電玻璃上旋涂電子傳輸層材料并退火處理，得到電子傳輸層；

S3、將寬帶隙的FAxCs1-xPbBryI3-y鈣鈦礦前驅(qū)體溶液旋涂在所述的電子傳輸層上，制備前部鈣鈦礦吸收層；

S4、在所述的前部鈣鈦礦吸收層上，依次旋涂空穴傳輸層和導(dǎo)電氧化物層，得到前部FAxCs1-xPbBryI3-y鈣鈦礦太陽能電池；

S5、在S4的基礎(chǔ)上依次制備電子傳輸層、MAPbI3中部鈣鈦礦吸收層、空穴傳輸層和導(dǎo)電氧化物得到中部MAPbI3中部鈣鈦礦太陽能電池；

S6、在S5的基礎(chǔ)上依次制備電子傳輸層、MAPbxSn1-xI3后部鈣鈦礦吸收層、空穴傳輸層和導(dǎo)電氧化物得到中部MAPbxSn1-xI3后部鈣鈦礦太陽能電池；

S7、在S6的基礎(chǔ)上依次組裝碳硫電極、隔膜和鋰金屬負(fù)極，得到鋰硫電池儲能單元。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述的電子傳輸層厚度為1-400 nm，所述的鈣鈦礦吸收層厚度為0.1-40 um，所述的空穴傳輸層厚度為1-400 nm，所述鋰硫電池儲能部分厚度為2.8-3.2mm。