[實用新型]鈣鈦礦太陽能電池的雙層鉍金屬電極及鈣鈦礦太陽能電池

有效

• 申請號: 202221285459.7
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN218101302U
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 陳煒;劉宗豪;于鵬
• 申請（專利權）人: 華中科技大學鄂州工業技術研究院;華中科技大學
• 主分類號: H01L51/44
• 分類號: H01L51/44
• 代理公司: 杭州宇信聯合知識產權代理有限公司 33401
• 代理人: 王健

本實用新型涉及用于鈣鈦礦太陽能電池的雙層鉍金屬電極及鈣鈦礦太陽能電池，包括第一鉍金屬薄膜層及鋪設于所述第一鉍金屬薄膜層一側表面的第二鉍金屬薄膜層，基于本實用新型的用于鈣鈦礦太陽能電池的雙層鉍金屬電極及鈣鈦礦太陽能電池，采用雙層鉍金屬作為鈣鈦礦電池的金屬電極，在不降低鈣鈦礦電池的光電轉換效率的基礎上，可有效降低金屬電極對鈣鈦礦層的腐蝕，提高鈣鈦礦太陽能電池的穩定性。

技術領域

本實用新型屬于太陽能電池技術領域，具體涉及用于鈣鈦礦太陽能電池的雙層鉍金屬電極及鈣鈦礦太陽能電池。

背景技術

鈣鈦礦太陽能電池是一種新型的第三代太陽能電池，自2009年問世以來，由于光電轉化效率高、工藝簡單、成本低等優點迅速崛起，受到人們的廣泛關注，其光電轉換效率也從最初的3.8％大幅提高至25.7％，已經達到了可以與單晶硅太陽能電池相媲美的程度。相比于已經跨過商業化門檻的器件效率，器件穩定性還遠遠達不到產業化的要求。器件的穩定性與鹵化物鈣鈦礦材料在高溫、潮濕等環境下的降解以及與金屬電極(Au、 Ag和Cu等)發生的化學腐蝕有很大關系，提高鈣鈦礦太陽能電池的電池的長期穩定性具有重要意義。

實用新型內容

本實用新型解決的技術問題為：提供用于鈣鈦礦太陽能電池的雙層鉍金屬電極及鈣鈦礦太陽能電池，用以解決現有的鈣鈦礦電池長期穩定性低的問題。

本實用新型提供的具體解決方案如下：

本發明提供了一種用于鈣鈦礦太陽能電池的雙層鉍金屬電極，包括第一鉍金屬薄膜層及鋪設于所述第一鉍金屬薄膜層一側表面的第二鉍金屬薄膜層。

在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進：

進一步，所述第一鉍金屬薄膜層的厚度為5～30nm，所述第二鉍金屬薄膜層的厚度為2～5μm。

本發明還提供了一種鈣鈦礦太陽能電池，包括由下至上依次層疊設置的透明基底、透明導電電極層、第一電荷傳輸層、鈣鈦礦吸收層、第二電荷傳輸層和上所述的雙層鉍金屬電極，第一鉍金屬薄膜層靠近所述第二電荷傳輸層設置，所述第一電荷傳輸層為空穴傳輸層且所述第二電荷傳輸層為電子傳輸層，或者所述第一電荷傳輸層為電子傳輸層且所述第二電荷傳輸層為空穴傳輸層。

進一步，所述透明基底為玻璃基底，所述透明基底的厚度為0.5～5.0mm。

進一步，所述鈣鈦礦吸收層的厚度為100nm～1000nm。

進一步，所述透明導電電極層為FTO、AZO、GZO、石墨烯或納米銀線制備的層狀結構。

進一步，所述透明導電電極層的厚度為10～800nm。

進一步，所述空穴傳輸層為硫氰酸亞銅、碘化亞銅、氧化鎳、摻雜氧化鎳、PTAA、PEDOT：PSS、或者Spiro-OMeTAD制備的層狀結構，所述空穴傳輸層的厚度為10～ 200nm。

進一步，所述電子傳輸層為TiO₂、SnO₂、In₂O₃、ZnO、PCBM或C₆₀制備的層狀結構，所述電子傳輸層的厚度為10～100nm。

基于本實用新型的技術方案具有如下有益效果：

采用雙層鉍金屬結構作為鈣鈦礦太陽能電池的電極，其可在不降低光電轉換效率的基礎上，有效的抵抗鈣鈦礦當中揮發鹵素(如I₂、HI)的腐蝕，與常用的金屬電極(Ag、 Cu、Al、Au等)相比，基于本申請的金屬電極層不會與鈣鈦礦材料中的成分、尤其是揮發性鹵素(如I₂或HI)發生化學反應，極大地提高了電池器件的穩定性；采用具有化學惰性的Bi金屬來替代常用的Au，Ag等昂貴的金屬作為電極材料，大大降低了材料成本。