[發明專利]太陽能電池的制備方法及太陽能電池

在審

• 申請號: 202310482682.3
• 申請日: 2023-04-26
• 公開（公告）號: CN116322243A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王宏濤;邱開富;王皓正;牛闖;吳濤;宗貝貝;王永謙;陳剛
• 申請（專利權）人: 浙江愛旭太陽能科技有限公司;珠海富山愛旭太陽能科技有限公司;天津愛旭太陽能科技有限公司;廣東愛旭科技有限公司
• 主分類號: H10K71/15
• 分類號: H10K71/15;H10K30/50;H10K71/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 汪凡

本發明提供了一種太陽能電池的制備方法及太陽能電池。該制備方法包括：提供襯底，襯底具有第一表面；在第一表面上形成空穴傳輸層；將溶解至醇類有機混合溶劑中的N型有機半導體材料的前驅體溶液涂覆在活性層遠離空穴傳輸層的一側，形成陰極界面層，其中，醇類有機混合溶劑包括多種醇類有機物，至少一種醇類有機物具有鹵素原子；在陰極界面層遠離活性層的一側形成陰極。通過上述方法形成的陰極界面層更加均勻且致密，改善了現有技術中陰極界面層的質量較差，薄膜產生孔洞的可能性較大的問題，使得具有該陰極界面層的太陽能電池的效率和穩定性得到大幅度提升，有利于太陽能電池大規模的商業化。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，具體而言，涉及一種太陽能電池的制備方法及太陽能電池。

背景技術

作為第三代太陽能電池技術，有機和鈣鈦礦太陽能電池因其質量輕，半透明，可溶液加工的獨特優勢，已經引起了越來越廣泛的關注。其中，陰極界面層作為鈣鈦礦和有機太陽能電池中的重要組成部分，對電子的高效傳輸和提取來說至關重要，且陰極界面層大多數是由苝酰亞胺(PDI)類N型小分子材料所構成，且陰極界面層通常采用溶液加工的方式進行，其中，部分常用的苝酰亞胺(PDI)類N型小分子材料包括3,3'-(1,3,6,8-四氧代-1,3,6,8-四氫苯并[lmn][3,8]菲咯啉-2,7-二基)雙(N,N-二甲基丙烷-1-胺氧化物)(NDIO)、2,7-雙(3-(二甲氨基丙基)苯并[lmn][3,8]菲咯林-1,3,6,8(2H,7H)-四酮(NDI-N)、3,3'-(1,3,6,8-四氧代-1,3,6,8-四氫苯并[lmn][3,8]菲咯啉-2,7-二基)雙(N,N-二甲基丙烷-1-胺溴化物)(NDI-Br)、(2,9-雙(3-(二甲基氨基)丙基)炭疽[2,1,9-def：6,5,10-d'e'f']二異喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮)(PDIN)、3,3'-(1,3,8,10-四蒽酮并[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']二異喹啉-2,9(1H,3H,8H,10H)-二基)雙(N,N-二甲基丙烷-1-氧化胺)(PDINO)、2,9-雙(3-((3-(二甲基氨基)丙基)氨基)丙基)-3,3'-(1,3,8,10-四蒽酮并[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']二異喹啉(PDINN)，且上述NDIO、NDI-N、NDI-Br、PDIN、PDINO、PDINN結構式如圖5所示。

目前在制備形成陰極界面層的溶液過程中，通常采用單一溶劑溶解苝酰亞胺(PDI)類N型小分子材料，但因苝酰亞胺(PDI)類N型小分子材料本身的結晶性較強，極易導致溶質析出，溶液變性，且具有其較大的稠環平面，易產生自聚集，出現成膜孔洞現象因此，會導致制備出的陰極界面層質量較差，產生孔洞，從而具有該陰極界面層的有機和鈣鈦礦太陽能電池的性能和穩定性急劇下降，不利于大規模、產業化應用。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種太陽能電池的制備方法及太陽能電池，以解決現有技術中陰極界面層質量較差的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種太陽能電池的制備方法，包括：提供襯底，上述襯底具有第一表面；在上述第一表面上形成空穴傳輸層；將溶解至醇類有機混合溶劑中的N型有機半導體材料的前驅體溶液涂覆在上述活性層遠離上述空穴傳輸層的一側，形成陰極界面層，其中，上述醇類有機混合溶劑包括多種醇類有機物，至少一種上述醇類有機物具有鹵素原子；在上述陰極界面層遠離上述活性層的一側形成陰極。

進一步地，形成上述前驅體溶液的步驟包括：將第一醇類有機溶劑和第二醇類有機溶劑混合，形成上述醇類有機混合溶劑，其中，上述第二醇類有機溶劑中包括至少一個上述鹵素原子；將上述N型有機半導體材料溶解至上述醇類有機混合溶劑，形成上述前驅體溶液。

進一步地，上述第一醇類有機溶劑和上述第二醇類有機溶劑的混合體積比例為2:1～5:1。

進一步地，上述前驅體溶液的濃度為0.5～3.0mg/ml。