The invention discloses a hole transporting layer doped with iron salt doped with Spiro OMeTAD and a solar cell containing the hole transport layer. The solar cell consists of the conductive substrate, the electron transport layer, the mesoporous layer, the calcium titanium ore layer, and the hole transmission layer of the FeCl3 doped Spiro OMeTAD, and the metal electrode. The hole transport layer is used to drop the FeCl3 solution into the Spiro OMeTAD solution and spin the mixed solution onto the calcium titanium layer. The invention uses FeCl3 as dopant to doped Spiro OMeTAD, which can greatly improve the energy conversion efficiency of the perovskite solar cell, and the efficiency of the device using the hole transmission material can reach 17.2%.
【技术实现步骤摘要】
一种铁盐掺杂Spiro-OMeTAD的空穴传输层及含该空穴传输层的太阳能电池
本专利技术属于太阳能电池
,涉及一种FeCl3掺杂Spiro-OMeTAD的空穴传输层及其制备方法,以及含用该空穴传输层的钙钛矿太阳能电池。
技术介绍
钙钛矿太阳能电池是使用钙钛矿型半导体材料做为光敏层,由染料敏化太阳能电池发展而来的一种新型太阳能电池,是发展最迅速的一种太阳能电池技术,由2009年发展至今效率已经突破22.1%。Spiro-OMeTAD是现今钙钛矿太阳能电池中使用最多的一种空穴传输材料。由于其较低的空穴迁移率(~10-5cm2V-1s-1),在正常制备器件时需要添加许多添加剂,比如LiTFSI,TBP等掺杂剂以获得更好的电池性能。LiTFSI能够显著提升电导率和Spiro-OMeTAD的空穴迁移率,而TBP的作用则是辅助Li-TFSI,使其在Spiro-OMeTAD的分布更为均匀,调控空穴传输层的形貌,抑制载流子复合等。然而仅仅是用上述两种掺杂剂并不能获得很好的电池性能,通常有机空穴传输材料还需要进行其他类型掺杂。最为常见的为氧气掺杂,但是氧气掺杂过程不可控,且掺杂稳定性不高。为了获得更加稳定以及重复性较好的器件,N(PhBr)3SbCl6,F4-TCNQ,SnCl4,AgTFSI,CuI以及钴的配合物(比如FK102和FK209等)等均被报道作为化学掺杂剂添加到Spiro-OMeTAD。其中,由FK209掺杂的器件展现出优异的性能。但是,由于其合成过程复杂且对纯度要求相对较高,使得其较为昂贵,仅限于实验室研究,不适于真正商业化大规模应用。所以,找到一种低 ...
【技术保护点】
1.一种太阳能电池的空穴传输层,其特征在于,该空穴传输层为FeCl3掺杂的Spiro‑OMeTAD空穴传输层。
【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池的空穴传输层,其特征在于,该空穴传输层为FeCl3掺杂的Spiro-OMeTAD空穴传输层。2.根据权利要求1所述的空穴传输层,其特征在于,该空穴传输层的制备方法为:将FeCl3溶液、双三氟甲基磺酸亚酰胺锂溶液、4-叔丁基吡啶滴加至Spiro-OMeTAD溶液中,将该混合溶液旋涂至钙钛矿层上,所得涂层即为空穴传输层。3.根据权利要求2所述的空穴传输层,其特征在于,所述混合溶液中Spiro-OMeTAD的摩尔浓度为42~70mM,FeCl3的浓度是Spiro-OMeTAD摩尔浓度的0.4~1.4倍。4.根据权利要求2所述的空穴传输层,其特征在于,所述混合溶液中双三氟甲基磺酸亚酰胺锂的浓度为6~10mg/mL,4-叔丁基吡啶的浓度为1.8~3.2%v/v。5.根据权利要求2所述的空穴传输层,其特征在于,所述FeCl3溶液的溶剂选自乙腈、氯仿、丙酮中的至少一种;所述双三氟甲基磺酸亚酰胺锂溶液的溶剂选自乙腈、γ-丁内酯中的至少一种;所述Spiro-OMeTAD溶液的溶剂选自氯苯、二氯苯、乙腈中的至少一种。6.根据权利要求1所述的空穴传输层,其特征在于,该空穴传输层厚度为60~160nm。7.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,该太阳能电池含有空穴传输层,所述空穴传输层为权利要求1~6任一项所述的以FeCl3掺杂的Spiro-OMeTAD空穴传输层。8.根据权利要求7所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,该太阳能电池还含有导电基底,电子传输层,介孔层,钙钛矿层和金属电极,并且从下到上依次由导电基底、电子传输层、介孔层、钙钛矿层、空穴传输层和金属电极组成。9.根据权利要求8所述的钙钛矿太阳能电池,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:鲁统部,顾晓宇,穆延飞,张敏,
申请(专利权)人:天津理工大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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