钙钛矿-纳米锗颗粒有机-无机复合太阳能电池的制备制造技术

本发明专利技术公开了一种基于钙钛矿‑纳米锗颗粒的有机‑无机复合太阳能电池制备方法，所述方法包括：在导电玻璃上制备二氧化钛电子传输层；通过PECVD法制备锗纳米颗粒；采用纳米锗颗粒‑甲基碘化铵‑氯化铅‑二甲基甲酰胺混合前驱液；采用超声喷涂法在电子传输层上制备钙钛矿‑纳米锗颗粒复合活性层；在钙钛矿‑纳米锗颗粒复合活性层上沉积P型有机导电层；在P型有机导电层上沉积金属电极层。嵌入到钙钛矿晶格网络的纳米锗颗粒可以拓展钙钛矿太阳电池的长波响应范围，同时被钙钛矿网络钝化的纳米锗颗粒可以为载流子的输运提供并联传输通道；超声喷涂法可以提高原材料的利用率，提高大面积均匀性，适合工业化生产的要求。

Perovskite nano particulate organic germanium inorganic solar cell preparation

The invention discloses a organic inorganic composite solar cell preparation method of nano particle based perovskite germanium, the method comprises: preparing TiO2 electron transport layer on the conductive glass; preparation of germanium nanoparticles by PECVD method using nano particles; Germanium methyl ammonium iodide lead chloride two DMF mixture precursor solution; preparation of nano particle composite perovskite germanium active layer in the electron transport layer by ultrasonic spray method; nano particle composite germanium in perovskite active layer deposited on P type organic conductive layer; in the P type organic conductive layer deposited on the metal electrode layer. Long Ge nanostructures embedded into the perovskite lattice network can expand the perovskite solar cell response range, and Ge nanostructures can provide perovskite passivation network parallel transmission channel for carrier transport; can improve the utilization rate of raw materials by ultrasonic spraying method, improve the uniformity of large area, suitable for the requirements of industrial production.

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿-纳米锗颗粒有机-无机复合太阳能电池的制备
本专利技术属于光伏
，具体涉及一种钙钛矿太阳电池制备方法。
技术介绍
回顾太阳能电池的发展历程，钙钛矿太阳能电池经历了短短几年的时间就从最初3.8%效率到如今20%以上的效率，其灵活多样的器件制备过程以及较低的制备成本，使钙钛矿电池的研究成为了目前光伏领域的研究热点。目前，基于钙钛矿活性层的光伏器件效率一直维持在20%左右，为了进一步的提升器件的效率很多课题组尝试了紫外臭氧处理、引入修饰层等改进手段，然而效果并不是很理想，其中一个很主要的原因在于钙钛矿太阳能电池的长波段光吸收系数能力较差。例如，高效钙钛矿太阳电池普遍采用的CH3NH3PbI3-xClx吸收层材料，其带隙为1.5eV，无法有效吸收利用波长大于825nm的长波段太阳光，使其短路电流密度难以大幅提高；另一方面，目前实验室常见的钙钛矿太阳能电池制备工艺主要采用旋涂、浸涂等方法，然而这些工艺方法都不能很好的适应大面积工业化的生产要求。对于旋涂法而言，首先无法保证成膜的大面积均匀性，另一个无法回避的问题就是原材料的浪费，已有实验表明反应前驱液在高速旋甩的过程中损失会高达90本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于钙钛矿‑纳米锗颗粒的有机‑无机复合太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括：（1）在掺氟的二氧化锡(FTO)导电玻璃上制备二氧化钛(TiO2)电子传输层；（2）采用超声喷涂方法在所述电子传输层上喷涂制备钙钛矿‑纳米锗颗粒复合活性层；（3）在所述复合活性层上沉积一层P型有机导电层；（4）在所述P型有机导电层上沉积金属电极层。

【技术特征摘要】
1.一种基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括：（1）在掺氟的二氧化锡(FTO)导电玻璃上制备二氧化钛(TiO2)电子传输层；（2）采用超声喷涂方法在所述电子传输层上喷涂制备钙钛矿-纳米锗颗粒复合活性层；（3）在所述复合活性层上沉积一层P型有机导电层；（4）在所述P型有机导电层上沉积金属电极层。2.如权利要求1所述的基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，所述钙钛矿-纳米锗颗粒复合活性层采用纳米锗颗粒-甲基碘化铵(CH3NH3I)-氯化铅(PbCl2)-二甲基甲酰胺(DMF)混合溶液作为前驱液；所述钙钛矿-纳米锗颗粒复合活性层由纳米锗颗粒和CH3NH3PbI3-xClx组成，其中纳米锗颗粒嵌入CH3NH3PbI3-xClx的晶格网络中，纳米锗颗粒在所述钙钛矿-纳米锗颗粒复合活性层中的体积百分比为20-40%。3.如权利要求2所述的基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，所述纳米锗颗粒采用平行板电容耦合等离子体增强化学气相沉积法制备。4.如权利要求3所述的基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，所述纳米锗颗粒的直径为5-8nm，其内部结晶成分占纳米锗颗粒的体积百分比为20-90%。5.如权利要求1所述的基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述电子传输层的制备方法包括：采用旋涂法在FTO导电玻璃上制备所述电子传输层，转速为2500-2800转每分钟，时间40-45秒，预退火处理温度为110℃，时间为15分钟，然后进行500℃退火，时间为30分钟。6.如权利要求2所述的基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用超声喷涂法制备钙钛矿-纳米锗颗粒复合活性层，采用纳米锗颗粒-CH3NH3I-PbCl2-DMF混合溶液作为前驱液，流量为0.5ml/min，喷头距衬底高度为60-90mm，喷头...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪牮，李正龙，张建军，蔡宏琨，李娟，李昶，杜阳阳，张帅源，王丹，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津,12