钙钛矿型太阳能电池制造技术

对钙钛矿型太阳能电池要求耐久性的进一步提高。一种钙钛矿型太阳能电池，其具备：第1集电极、配置于第1集电极上且包含半导体的电子输送层、配置于电子输送层上且包含多孔质体的多孔质层、配置于多孔质层上的光吸收层和配置于光吸收层上的第2集电极，所述光吸收层包含第1化合物和包含2价的阳离子且与第1化合物不同的第2化合物，设A为1价的阳离子、设B为2价的阳离子、设X为卤阴离子时，所述第1化合物具有组成式ABX3所示的钙钛矿型结构，并且所述光吸收层中，1价的阳离子的摩尔数相对于2价的阳离子的摩尔数的比为0.5以上且0.9以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钙钛矿型太阳能电池。
技术介绍
近年来，使用以组成式ABX3(A为1价的阳离子，B为2价的阳离子，X为卤阴离子)所示的钙钛矿型结晶及其类似的结构体作为光吸收材料的钙钛矿型太阳能电池的研究开发不断发展。非专利文献1中公开了使用CH3NH3PbI3钙钛矿层作为光吸收材料的钙钛矿型太阳能电池。现有技术文献非专利文献非专利文献1：Jeong-HyeokIm、其他4名，“NatureNanotechnology”(美国)、2014年11月、第9卷、p.927-932
技术实现思路
专利技术所要解决的问题钙钛矿型太阳能电池要求耐久性的进一步提高。用于解决问题的方法为了解决上述课题，本专利技术的钙钛矿型太阳能电池具备：第1集电极、配置于第1集电极上且包含半导体的电子输送层、配置于电子输送层上且包含多孔质体的多孔质层、配置于多孔质层上的光吸收层、和配置于光吸收层上的第2集电极，其中，所述光吸收层包含第1化合物和第2化合物，设A为1价的阳离子、设B为2价的阳离子、设X为卤阴离子时，所述第1化合物具有组成式ABX3所示的钙钛矿型结构；所述第2化合物包含2价的阳离子且与第1化合物不同；所述光吸收层中，1价的阳离子的摩尔数相对于2价的阳离子的摩尔数的比为0.5以上且0.9以下。此外，本专利技术的另一钙钛矿型太阳能电池具备第1集电极、配置于第1集电极上且包含半导体的电子输送层、配置于电子输送层上且包含多孔质体的多孔质层、配置于多孔质层上的光吸收层、和配置于光吸收层上的第2集电极，其中，所述光吸收层包含第1化合物和第2化合物，设A为1价的阳离子、设B为2价的阳离子、设X为卤阴离子时，所述第1化合物具有组成式ABX3所示的钙钛矿型结构；所述第2化合物以组成式BX2表示；并且在使用CuKα射线的X射线衍射中，第2化合物的(001)面的峰强度I[BX2]大于第1化合物的(110)面的峰强度I[ABX3]。专利技术效果利用本专利技术的某一实施方式的钙钛矿型太阳能电池能够实现高的耐久性。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式所述的钙钛矿型太阳能电池的截面图。图2是本专利技术的第2实施方式所述的钙钛矿型太阳能电池的截面图。图3是本专利技术的第3实施方式所述的钙钛矿型太阳能电池的截面图。具体实施方式在对本专利技术的实施方式进行说明前，对专利技术人所发现的见解进行说明。非专利文献1所示的钙钛矿型太阳能电池存在耐久性低这样的课题。作为耐久性低的一个原因，可列举出光吸收层中包含的具有钙钛矿型结构的化合物的分解。在以后的说明中，有时将“具有钙钛矿型结构的化合物”称为“钙钛矿型化合物”。引起钙钛矿型化合物的分解的原因推测如下。在组成式ABX3表示的钙钛矿型化合物制作的过程中，原料的卤化物AX在未反应的状态下残留于光吸收层中。该卤化物AX引起钙钛矿型化合物ABX3的分解反应。另一方面，若是本专利技术的一方式的构成，则能够提供高耐久的钙钛矿型太阳能电池。本专利技术的钙钛矿型太阳能电池的概要如下所述。[项目1]一种钙钛矿型太阳能电池，其具备：第1集电极、配置于上述第1集电极上且包含半导体的电子输送层、配置于上述电子输送层上且包含多孔质体的多孔质层、配置于上述多孔质层上的光吸收层，所述光吸收层包含第1化合物和第2化合物，其中，设A为1价的阳离子、设B为2价的阳离子、设X为卤阴离子时，所述第1化合物具有组成式ABX3所示的钙钛矿型结构；所述第2化合物包含上述2价的阳离子且与上述第1化合物不同；所述光吸收层中，上述1价的阳离子的摩尔数相对于上述2价的阳离子的摩尔数的比为0.5以上且0.9以下、和配置于上述光吸收层上的第2集电极。[项目2]根据项目1所述的钙钛矿型太阳能电池，其中，在上述光吸收层中，上述1价的阳离子的摩尔数相对于上述2价的阳离子的摩尔数的比为0.8以上且0.9以下。[项目3]一种钙钛矿型太阳能电池，其具备：第1集电极、配置于上述第1集电极上且包含半导体的电子输送层、配置于上述电子输送层上且包含多孔质体的多孔质层、配置于上述多孔质层上的光吸收层，所述光吸收层包含第1化合物和第2化合物，设A为1价的阳离子、设B为2价的阳离子、设X为卤阴离子时，所述第1化合物具有组成式ABX3所示的钙钛矿型结构；所述第2化合物以组成式BX2表示；并且在使用CuKα射线的X射线衍射中，上述第2化合物的(001)面的峰强度I[BX2]大于上述第1化合物的(110)面的峰强度I[ABX3]，和配置于上述光吸收层上的第2集电极。[项目4]根据项目3所述的钙钛矿型太阳能电池，其中，上述峰强度I[BX2]相对于上述峰强度I[ABX3]的比为3.5以上。[项目5]根据项目1到4中任一项所述的钙钛矿型太阳能电池，其中，上述1价的阳离子包含选自由甲基铵阳离子、甲脒鎓阳离子组成的组中的至少一种。[项目6]根据项目1到5中任一项所述的钙钛矿型太阳能电池，其中，上述2价的阳离子包含选自由Pb2+、Ge2+、Sn2+组成的组中的至少一种。[项目7]根据项目1到6中任一项所述的钙钛矿型太阳能电池，其中，进一步包含配置于上述光吸收层与上述第2集电极之间的空穴输送层。[项目8]根据项目1到7中任一项所述的钙钛矿型太阳能电池，其中，上述多孔体包含氧化钛。(第1实施方式)以下，边参照附图，边对本专利技术的实施方式进行说明。如图1所示的那样，本实施方式所述的钙钛矿型太阳能电池100中，在基板1上，依次层叠有第1集电极2、电子输送层3、多孔质层4、光吸收层5和第2集电极6。电子输送层3包含半导体。多孔质层4包含多孔质体。多孔质体包含空孔。光吸收层5包含具有组成式ABX3所示的钙钛矿型结构的第1化合物和包含B且与第1化合物不同的第2化合物。其中，A为1价的阳离子，B为2价的阳离子，X为卤阴离子。在光吸收层5中，阳离子A的摩尔数相对于阳离子B的摩尔数的比为0.5以上且0.9以下。另外，钙钛矿型太阳能电池100也可以将基板1省略。多孔质层4中的空孔从与光吸收层5相接的部分连接至与电子输送层3相接的部分。由此，光吸收层5的材料将多孔质层4的空孔填充，能够到达电子输送层3的表面。因此，由于光吸收层5与电子输送层3接触，所以能够直接授受电子。接着，对本实施方式的钙钛矿型太阳能电池100的基本的作用效果进行说明。若对钙钛矿型太阳能电池100照射光，则光吸收层5吸收光，产生激发的电子和空穴。该激发的电子介由电子输送层3移动至第1集电极2。另一方面，在光吸收层5中产生的空穴移动至第2集电极6。由此，钙钛矿型太阳能电池100能够从作为负极的第1集电极2和作为正极的第2集电极6中将电流取出。此外，由于光吸收层5中的阳离子A的摩尔数相对于阳离子B的摩尔数的比为0.5以上且0.9以下，所以能够提供耐久性高的钙钛矿型太阳能电池。该理由在以下说明。光吸收层5中的钙钛矿型化合物ABX3例如以卤化物AX和卤化物BX2为原料而合成。光吸收层5中的阳离子A的摩尔数相对于阳离子B的摩尔数的比为0.5以上且0.9以下，是指在光吸收层5中，阳离子A的量相对于阳离子B的量变得少一成以上。这意味着原料中的阳离子A几乎全部在钙钛矿型化合物ABX3的形成中被消耗，不作为卤化物AX存在于光吸收层5中的可能性高。因此，通过将光吸收层5中的阳离子A的摩尔数相对于阳离子B的摩尔数的比设为0.9以下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钙钛矿型太阳能电池，其具备：第1集电极、配置于所述第1集电极上且包含半导体的电子输送层、配置于所述电子输送层上且包含多孔质体的多孔质层、配置于所述多孔质层上的光吸收层，所述光吸收层包含第1化合物和第2化合物，其中，设A为1价的阳离子、设B为2价的阳离子、设X为卤阴离子时，所述第1化合物具有组成式ABX3所示的钙钛矿型结构；所述第2化合物包含所述2价的阳离子且与所述第1化合物不同；所述光吸收层中，所述1价的阳离子的摩尔数相对于所述2价的阳离子的摩尔数的比为0.5以上且0.9以下，和配置于所述光吸收层上的第2集电极。

【技术特征摘要】
2015.07.14 JP 2015-1401721.一种钙钛矿型太阳能电池，其具备：第1集电极、配置于所述第1集电极上且包含半导体的电子输送层、配置于所述电子输送层上且包含多孔质体的多孔质层、配置于所述多孔质层上的光吸收层，所述光吸收层包含第1化合物和第2化合物，其中，设A为1价的阳离子、设B为2价的阳离子、设X为卤阴离子时，所述第1化合物具有组成式ABX3所示的钙钛矿型结构；所述第2化合物包含所述2价的阳离子且与所述第1化合物不同；所述光吸收层中，所述1价的阳离子的摩尔数相对于所述2价的阳离子的摩尔数的比为0.5以上且0.9以下，和配置于所述光吸收层上的第2集电极。2.根据权利要求1所述的钙钛矿型太阳能电池，其中，在所述光吸收层中，所述1价的阳离子的摩尔数相对于所述2价的阳离子的摩尔数的比为0.8以上且0.9以下。3.一种钙钛矿型太阳能电池，其具备：第1集电极、配置于所述第1集电极上且包含半导体的电子输送层、配置于所述电子输送层上且包含多孔质体的多孔质层、配置于所述多孔质层上的光吸收层，所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃鹿理生，藤村慎也，内田隆介，林直毅，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP