[發(fā)明專利]一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111442359.0
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114141957B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李衛(wèi)東;趙政晶;趙志國;趙東明;秦校軍;張赟;蔡子賀;劉云
• 申請（專利權(quán)）人: 華能新能源股份有限公司;中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: H10K71/15
• 分類號: H10K71/15;H10K71/40;H10K30/10;H10K30/50
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 吳曉靜

本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：A)在襯底上沉積第一電荷傳輸材料，退火后得到第一電荷傳輸層；B)在所述第一電荷傳輸層表面涂覆鈣鈦礦前驅(qū)液，得到鈣鈦礦濕膜；C)在所述鈣鈦礦濕膜表面涂覆反溶劑液，退火得到鈣鈦礦薄膜；所述反溶劑液包括有穩(wěn)定劑和反溶劑；D)在所述鈍化鈣鈦礦層的沉積第二電荷傳輸材料，得到第二電荷傳輸層；E)在所述第二電荷傳輸層表面蒸鍍電極層，得到摻雜鈣鈦礦太陽能電池。本發(fā)明中的該液相修飾能夠更好地提高鈣鈦礦膜層和修飾層之間的滲透和結(jié)合，降低界面缺陷，控制修飾層的厚度；另外，只需一步升溫結(jié)晶處理，因此制備簡單、成本低。本發(fā)明還提供了一種鈣鈦礦太陽能電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法。

背景技術(shù)

有機無機雜化太陽能電池作為新的一代太陽能電池，在光電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域具有重要的地位，鈣鈦礦為離子晶體，其組成分非常容易極化受外界環(huán)境影響而變質(zhì)。薄膜的穩(wěn)定性主要包括濕穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。

解決鈣鈦礦薄膜穩(wěn)定性不足是克服其應(yīng)用的重要“卡脖子”關(guān)鍵問題之一，因此，常用一些方法來提高鈣鈦礦吸光層的穩(wěn)定性，比如優(yōu)化鈣鈦礦薄膜結(jié)晶動力學(xué)、鈍化鈣鈦礦表面、界面以及使用添加劑等策略。研究證實鈍化鈣鈦礦表面可以減少表面/界面處的非輻射載流子復(fù)合、提高載流子壽命、增強電池的濕穩(wěn)定性等，因此，有效的鈍化方式可以鈍化晶界缺陷，增強薄膜強度，是提升(柔性)器件光電轉(zhuǎn)換效率以及穩(wěn)定性的有效措施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法，本發(fā)明中的方法制備的鈣鈦礦材料具有較好的重復(fù)性、穩(wěn)定性和光電轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：

A)在襯底上沉積第一電荷傳輸材料，退火后得到第一電荷傳輸層；

B)在所述第一電荷傳輸層表面涂覆鈣鈦礦前驅(qū)液，得到鈣鈦礦濕膜；

C)在所述鈣鈦礦濕膜表面涂覆反溶劑液，退火得到鈣鈦礦薄膜；

所述反溶劑液包括穩(wěn)定劑和反溶劑；所述穩(wěn)定劑為帶有磺基、亞磷酸氫基、羧基、伯銨基、叔銨基、仲銨基、季銨基和巰基中的一種或多種官能團的化合物；

D)在所述鈍化鈣鈦礦層的沉積第二電荷傳輸材料，得到第二電荷傳輸層；

E)在所述第二電荷傳輸層表面蒸鍍電極層，得到摻雜鈣鈦礦太陽能電池。

優(yōu)選的，所述反溶劑為氯苯或乙醚。

優(yōu)選的，所述反溶劑液中穩(wěn)定劑的濃度為0.5～5mg/mL。

優(yōu)選的，所述穩(wěn)定劑包括銨鏈烷磺基內(nèi)酯、五水合亞磷酸氫鈉、三嗪聚羧酸、4-氨基環(huán)己烷-1-羧酸、2-氨基環(huán)己烷-1-甲腈和巰基乙胺中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述步驟C)中退火的溫度為130～160℃，所述步驟C)中退火的時間為10～20min。

優(yōu)選的，所述步驟B)具體為：

在所述第一電荷傳輸層表面涂覆鈣鈦礦前驅(qū)液，在60～80℃下加熱0.5～2min，得到鈣鈦礦濕膜。

優(yōu)選的，所述步驟A)中退火為溫度為130～160℃，所述步驟C)中退火的時間為20～50min。

優(yōu)選的，所述襯底先依次經(jīng)過乙醇、異丙醇和丙酮清洗，氮氣吹干后，再沉積第一電荷傳輸材料。

本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽能電池，包括依次接觸的襯底層、第一電荷傳輸層、鈣鈦礦層、第二電荷傳輸層和電極層；

所述鈣鈦礦層包括鈣鈦礦材料和穩(wěn)定劑；所述穩(wěn)定劑為帶有磺基、亞磷酸氫基、羧基、伯銨基、叔銨基、仲銨基、季銨基和巰基中的一種或多種官能團的化合物。