[發明專利]一種具有多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜的錫基鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

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• 申請號: 202211060249.2
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115568232A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 尹龍衛;李輝
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H10K30/40
• 分類號: H10K30/40;H10K71/12;H10K85/50;H10K30/88
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 韓獻龍

1.一種具有多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜的錫基鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，包括從下至上依次排列的導電襯底、空穴傳輸層、多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜、電子傳輸層以及金屬對電極層；

所述多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜的制備方法包括步驟：將馬來酰亞胺基己酰肼單(三氟乙酸)鹽的異丙醇溶液旋涂在錫基鈣鈦礦薄膜表面上，然后經退火處理即得多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜。

2.根據權利要求1所述具有多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜的錫基鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，包括以下條件中的一項或多項：

i、導電襯底為氧化銦錫(ITO)透明導電襯底；

ii、空穴傳輸層為聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)，厚度為30-40nm；

iii、電子傳輸層從下至上由富勒烯(C₆₀)層、2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-鄰二氮雜菲(BCP)層構成；富勒烯(C₆₀)層的厚度為20-40nm，2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-鄰二氮雜菲(BCP)層的厚度為4-6nm；

iv、金屬對電極層為銀(Ag)對電極，厚度為80-120nm。

3.根據權利要求1所述具有多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜的錫基鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜的厚度為301-307nm；多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜自下而上由馬來酰亞胺基己酰肼單(三氟乙酸)鹽鈍化層和錫基鈣鈦礦薄膜層組成，馬來酰亞胺基己酰肼單(三氟乙酸)鹽鈍化層的厚度為1-7nm。

4.根據權利要求1所述具有多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜的錫基鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，馬來酰亞胺基己酰肼單(三氟乙酸)鹽的異丙醇溶液的濃度為2-6mg/mL，優選為4mg/mL。

5.根據權利要求1所述具有多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜的錫基鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，旋涂條件為：轉速4000-6000rpm，旋涂時間為20-40秒。

6.根據權利要求1所述具有多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜的錫基鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，馬來酰亞胺基己酰肼單(三氟乙酸)鹽的異丙醇溶液的旋涂用量為10-15μL/cm²。

7.根據權利要求1所述具有多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜的錫基鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，包括以下條件中的一項或多項：

i、退火處理溫度為80-120℃，退火處理時間為5-15分鐘；

ii、旋涂和退火處理過程均需在保護氣體氛圍下進行；所述保護氣體為氮氣；

iii、錫基鈣鈦礦薄膜為甲脒錫碘鈣鈦礦，結構式為FASnI₃。

8.如權利要求1-7任意一項所述具有多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜的錫基鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，包括步驟：

(1)導電襯底的處理；

(2)在導電襯底上制備空穴傳輸層；

(3)在空穴傳輸層上制備多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜；

(4)在多功能離子鹽表面處理錫基鈣鈦礦薄膜上制備電子傳輸層；

(5)在電子傳輸層上制備金屬對電極層。