[發明專利]含大尺寸強配位有機陰離子的鉀鹽在鈣鈦礦太陽能電池中的應用

有效

• 申請號: 202111490932.5
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114156412B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 陳江照;白樂
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H10K85/30
• 分類號: H10K85/30;H10K30/50;H10K30/15;H10K71/12;H10K71/40;H10K71/15
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

1.含大尺寸強配位有機陰離子的鉀鹽在鈣鈦礦太陽能電池中的應用，其特征在于，所述含有大尺寸強配位有機陰離子的鉀鹽中的大尺寸強配位有機陰離子中含有羧基和磺酸基，所述大尺寸強配位有機陰離子能夠與未配位的鉛離子發生強配位作用；

所述含有大尺寸強配位有機陰離子的鉀鹽為4-磺基苯甲酸單鉀鹽。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述應用具體為：將含有大尺寸強配位有機陰離子的鉀鹽添加至鈣鈦礦太陽能電池的鈣鈦礦吸光層中，用于修飾鈣鈦礦吸光層。

3.一種含大尺寸強配位有機陰離子鉀鹽的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦太陽能電池中的鈣鈦礦吸光層中含有大尺寸強配位有機陰離子鉀鹽；

所述大尺寸強配位有機陰離子鉀鹽為4-磺基苯甲酸單鉀鹽。

4.根據權利要求3所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，從下到上，所述鈣鈦礦太陽能電池包括導電基底層、電子傳輸層、含有大尺寸強配位有機陰離子鉀鹽的鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層和金屬背電極。

5.根據權利要求4所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述導電基底層為ITO導電玻璃或FTO導電玻璃；

所述電子傳輸層的材料為二氧化錫、二氧化鈦、氧化鋅、錫酸鋇或二氧化鈰中的任意一種或幾種；

所述空穴傳輸層的材料為2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、聚[雙(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、硫氰酸亞銅、碘化亞銅或氧化鎳中的任意一種或幾種；

所述金屬背電極的材料為金、銀、鋁或低溫碳中的任意一種。

6.根據權利要求4所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦吸光層的材料還包括ABX₃，其中A為CH₃NH₃⁺、CH(NH₂)₂⁺、Cs⁺或Rb⁺中的至少一種，B為Pb²⁺、Sn²⁺或Ge²⁺中的至少一種，X為Cl^-、Br^-或I^-中的至少一種。

7.權利要求3～6任一項所述鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)制備電子傳輸層：將含有電子傳輸層材料的溶液滴加到經過預處理的導電基底上，旋涂、退火，然后進行紫外臭氧照射或Plasma等離子處理，在導電基底上形成電子傳輸層；

(2)制備鈣鈦礦吸光層：將含有大尺寸強配位有機陰離子的鉀鹽和鈣鈦礦吸光層材料的鈣鈦礦前驅體溶液旋涂于步驟(1)中制備的電子傳輸層上，并滴加反溶劑，退火，在電子傳輸層上制備鈣鈦礦吸光層；

(3)制備空穴傳輸層：在步驟(3)中制備的鈣鈦礦吸光層上滴加的含有空穴傳輸層材料的溶液，旋涂，在所述鈣鈦礦吸光層上制備空穴傳輸層；

(4)制備金屬背電極：在步驟(4)制備的空穴傳輸層上制備金屬背電極，即可。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述預處理為：依次用洗滌劑、去離子水、丙酮、無水乙醇超聲清洗，然后用氮氣吹干，將導電基底進行紫外臭氧處理后冷卻；

所述鈣鈦礦前驅體溶液中鉛離子的濃度為0.5～2.5mol/L，所述鈣鈦礦前驅體溶液中大尺寸強配位有機陰離子鉀鹽的濃度為0.01～5.0mg/mL，所述鈣鈦礦前驅體溶液中的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亞砜中的一種或兩種；

所述旋涂具體為：轉速為2000～6000rpm，旋涂時間為20～60s；

所述退火具體為：溫度為100～200℃，退火時間為10～60min；

所述反溶劑為二氯甲烷、二氯苯、甲苯、乙酸乙酯、氯仿、乙醚或氯苯中的任意一種或幾種。