[發明專利]一種通過硫酸根陰離子修飾來改進電化學合成鈣鈦礦薄膜的方法及應用

有效

• 申請號: 202111409308.8
• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN114134549B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 沈文忠;王楊潤乾;高超;劉洪
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C25D7/12
• 分類號: C25D7/12;C25D3/36;C25D9/04;H10K30/50;H10K85/50
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種通過硫酸根陰離子修飾來改進電化學合成鈣鈦礦薄膜的方法，涉及鈣鈦礦太陽電池領域、電化學領域，所述方法包括：在ITO玻璃上沉積硫酸根陰離子修飾的金屬鉛層；將ITO玻璃上含有的所述硫酸根陰離子修飾的金屬鉛層轉化為所述硫酸根陰離子修飾的鈣鈦礦薄膜。通過本發明的實施，可以有效地改進電化學合成鈣鈦礦薄膜的方法，從而得到更高光電轉換效率的鈣鈦礦太陽電池；同時還可以突破平整基底的限制，在表面制絨的異質結太陽電池上實現鈣鈦礦薄膜的均勻保型生長。

技術領域

本發明涉及電化學技術領域，尤其涉及一種通過硫酸根陰離子修飾來改進電化學合成鈣鈦礦薄膜的方法及應用。

背景技術

鈣鈦礦材料由于優良的光伏特性：很高的吸收系數、陡峭的吸收邊、高載流子遷移率以及可調帶隙等優點，成為近十年來效率提升最快的新型太陽電池之一。而現有的溶液合成法(包括一步旋涂法和兩步旋涂法等)或者氣相沉積法要么受限于平整的基底(如ITO玻璃，FTO玻璃等)，要么需要高真空度的條件，這對于鈣鈦礦太陽電池的進一步商業化，以及與傳統的晶硅太陽電池相結合制備新型的鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池都是十分不利的。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種快速且可控的方法，以有效地改進電化學合成鈣鈦礦的工藝，制備更高光電轉換效率的鈣鈦礦太陽電池；同時擺脫平整基底的束縛，為低成本鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池提供新思路和新方法。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是如何可控且高效地改進電化學合成鈣鈦礦薄膜。

為實現上述目的，本發明提供了一種通過硫酸根陰離子修飾來改進電化學合成鈣鈦礦薄膜的方法，包括如下步驟：

步驟1、在ITO玻璃表面沉積陰離子修飾的金屬鉛層；

步驟2、將所述ITO玻璃上含有的所述陰離子修飾的金屬鉛層轉化為所述陰離子修飾的鈣鈦礦薄膜。

進一步地，所述步驟1還包括：

步驟1.1、將碘化鈉和亞甲基乙二醇叔丁基醚溶解于異丙醇中，攪拌然后過濾取第一澄清溶液；

步驟1.2、將碘化鉛加入所述第一澄清溶液中攪拌至澄清，得到第二澄清溶液；

步驟1.3、將硫酸鈉、碳酸鈉、醋酸鈉分別加入所述第二澄清溶液中攪拌至澄清，標記為和Ac^-；

步驟1.4、在電化學工作站中用陰離子修飾的恒電壓法在所述ITO玻璃上沉積所述陰離子修飾的金屬鉛層；

步驟1.5、將制得的帶有所述陰離子修飾的金屬鉛層的ITO玻璃取出，用異丙醇沖洗并烘干。

進一步地，步驟1.3中，將每1.5克的所述硫酸鈉、所述碳酸鈉、所述醋酸鈉分別加入150ml所述第二澄清溶液中攪拌至澄清。

進一步地，步驟1.1中，攪拌溫度為45℃，攪拌時間為3小時。

進一步地，步驟1.4中，所述恒電壓法使用的電壓為-4V，相對開路，通電時間為300秒。

進一步地，所述步驟2還包括：

步驟2.1、將甲基碘化銨與異丙醇以一定配比，在室溫下攪拌至澄清，沉積所述甲基碘化銨與異丙醇的混合溶液；

步驟2.2、將每1克的硫酸鈉、碳酸鈉、醋酸鈉分別加入100ml所述混合溶液中攪拌至澄清；

步驟2.3、在電化學工作站中用陰離子修飾的方波電壓法將所述ITO玻璃上含有的所述陰離子修飾的金屬鉛層轉化為所述陰離子修飾的鈣鈦礦薄膜。

進一步地，步驟2.1中，每1克所述甲基碘化銨對應100ml所述異丙醇。