用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法和用于制造有机-无机杂化太阳能电池的方法技术

本说明书涉及一种用于制造有机‑无机杂化太阳能电池用层合体的方法，所述方法包括：通过使用金属前体溶液形成金属前体层；以及通过将金属氢化物施加到金属前体层上来形成公共层和电极。

Method for manufacturing organic-inorganic hybrid solar cells and method for manufacturing organic-inorganic hybrid solar cells

This specification relates to a method for manufacturing laminates for organic-inorganic hybrid solar cells. The methods include: forming metal precursor layers by using metal precursor solutions; and forming common layers and electrodes by applying metal hydrides to metal precursor layers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法和用于制造有机-无机杂化太阳能电池的方法
本申请要求于2016年7月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0093702号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。本说明书涉及用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法和用于制造有机-无机杂化太阳能电池的方法。
技术介绍
为了解决由化石燃料的耗竭及其使用引起的全球环境问题，已经积极开展了对可以再生并且清洁的替代能源(例如太阳能、风力和水力)的研究。其中，对直接将太阳光变成电能的太阳能电池的兴趣大大增加。在此，太阳能电池意指通过利用从太阳光吸收光能以产生电子和空穴的光伏效应来产生电流-电压的电池。最近，有机-无机杂化钙钛矿材料由于吸收系数高并且该材料可以通过溶液法容易地合成的特性而已经作为用于有机-无机杂化太阳能电池的光吸收材料引起了关注。通常，在将氧化物应用于制造有机-无机杂化太阳能电池的公共层的过程的情况下，已经使用在高温下对金属前体进行处理并将金属前体应用于氧化物层的方法。然而，在这种情况下，需要高温下的处理温度，并且难以实现具有高效率的器件。作为另一种方法，存在涂覆和施加其中制备和分散有金属氧化物颗粒的溶液的方法，但是在这种情况下，公共层的形态是不均匀的，使得难以施加顶部电极。同时，作为用于形成有机-无机杂化太阳能电池的顶部电极的方法，已经使用通过热沉积方法沉积金属材料或涂覆呈墨形式的金属材料的方法。然而，这些方法的问题在于：性能根据底部公共层的表面形态而改变并且形成金属氧化物，或者当底部公共层由有机材料形成时，形成有机材料/金属复合物形式的绝缘层。
技术实现思路
技术问题本说明书提供了用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法和用于制造有机-无机杂化太阳能电池的方法，所述方法具有简单的制造过程。技术方案本说明书的一个示例性实施方案提供了用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法，所述方法包括：通过使用金属前体溶液形成金属前体层；以及通过将金属氢化物施加到金属前体层上来形成公共层和电极。此外，本说明书的另一个示例性实施方案提供了用于制造有机-无机杂化太阳能电池的方法，所述方法包括：形成第一电极；在第一电极上形成光吸收层；通过使用金属前体溶液在光吸收层上形成金属前体层；以及通过将金属氢化物施加到金属前体层上来形成公共层和第二电极。有益效果依据根据本说明书的一个示例性实施方案的用于制造太阳能电池用层合体的方法，由于可以应用廉价的金属墨，因此可以预期缩短处理时间并且降低处理成本，并且金属前体充分地填充氧化物公共层的孔，从而添加了改善水蒸气透过特性的效果，结果，省略了用于增强水蒸气透过特性的附加过程。根据本说明书的一个示例性实施方案的用于制造太阳能电池用层合体的方法防止了可能在公共层材料与电极层材料之间产生的有机-金属复合物和金属氧化物绝缘层的形成，从而改善了有机-无机杂化太阳能电池的效率。附图说明图1和图2例示了根据本说明书的一个示例性实施方案的有机-无机杂化太阳能电池的结构。图3示出了本说明书的示例性实施方案中制造的各有机-无机杂化太阳能电池中根据电压的电流密度。图4示出了本说明书的示例性实施方案中制造的各有机-无机杂化太阳能电池的截面的扫描电子显微镜(SEM)图像。图5示出了本说明书的示例性实施方案中制造的各有机-无机杂化太阳能电池的水蒸气透过率。101：基底102：第一电极103：电子传输层104：光活性层105：空穴传输层106：第二电极具体实施方式在下文中，将详细地描述本说明书。在本说明书中，当一部分“包括”一个构成要素时，除非另有具体描述，否则这不意指排除另外的构成要素，而是意指还可以包括另外的构成要素。在本说明书中，当一个构件设置在另一构件“上”时，这不仅包括一个构件与另一构件接触的情况，而且还包括在这两个构件之间存在又一构件的情况。根据本说明书的一个示例性实施方案的用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法包括：通过使用金属前体溶液形成金属前体层；以及通过将金属氢化物施加到金属前体层上来形成公共层和电极。在本说明书中，公共层意指电子传输层或空穴传输层。在本说明书中，层合体意指其中堆叠有公共层和电极的结构。根据本说明书的一个示例性实施方案，公共层和电极的形成包括这样的工序：其中使金属前体层与金属氢化物反应，使得金属前体层形成为公共层并且金属氢化物形成为电极。即，公共层和电极的形成包括这样的工序：其中使金属前体层与金属氢化物反应，使得金属前体层成为公共层并且金属氢化物成为电极。此时，电极是金属电极。在本说明书中，其中使金属前体层与金属氢化物反应使得金属前体层形成为公共层并且金属氢化物形成为电极的工序可以是其中在金属氢化物的还原期间形成氧化物公共层的工序。在本说明书中，金属前体层的形成在150℃以下进行。通常，在将氧化物过程应用于公共层的制造的情况下，金属前体在高温下进行处理，并因此被应用于氧化物层，并且在这种情况下，材料例如基底受到热损坏，使得难以实现具有高效率的器件。本说明书的效果在于：可以应用塑料基础材料，例如，柔性基底如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；并且由于金属前体层的形成在150℃以下进行，因而通过防止材料受到热损坏，可以实现具有高效率的器件。通常，为了形成电极，已经使用诸如热沉积、溅射涂覆和真空沉积的方法，并且在这种情况下，存在的问题是大量原材料损失，为了制造和维护设施而消耗大量成本，并且难以保持处理条件。作为解决这些问题的方法，现有技术文献(韩国专利第10-1144246号)描述了通过制备用于湿法的金属前体的铝前体墨来形成电极。然而，在现有技术文献中，使用氧化物前体作为催化剂，氧化物前体未形成为氧化物层，并且最后，现有技术文献未能通过使用将由铝膜制造的电极置于已制造的公共层上的体系来获得同时改进制造公共层和电极的过程并且改善公共层的表面形态的效果。根据本说明书的用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法包括其中使金属前体层与金属氢化物反应使得金属前体层形成为公共层并且金属氢化物形成为电极的工序，结果，公共层和电极同时形成，从而具有制造过程简单并且可以实现具有高效率的器件的效果。此外，根据本说明书的用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法具有改善公共层的表面形态的效果。在本说明书中，金属前体溶液包含以下中的一种或更多种金属前体：钛(Ti)前体、锌(Zn)前体、铟(In)前体、锡(Sn)前体、钨(W)前体、铌(Nb)前体、钼(Mo)前体、镁(Mg)前体、锆(Zr)前体、锶(Sr)前体、镧(La)前体、钒(V)前体、铝(Al)前体、钇(Y)前体、钪(Sc)前体、钐(Sm)前体、镓(Ga)前体、铟(In)前体及其复合物。在本说明书中，前体意指在材料在任何代谢或反应中成为特定材料之前的步骤中的材料。例如，金属前体意指在材料变成金属材料之前的步骤中的材料，金属前体溶液意指包含金属前体的溶液。根据本说明书的一个示例性实施方案，金属前体溶液中金属前体的含量为0.1重量％至5重量％。具体地，含量为1重量％至5重量％。在本说明书中，金属前体溶液包含溶剂。具体地，作为溶剂，可以使用：酮溶剂，例如甲苯、甲基醚酮；乙酸酯溶剂；基于醛的溶剂，例如二甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造有机‑无机杂化太阳能电池用层合体的方法，所述方法包括：通过使用金属前体溶液形成金属前体层；以及通过将金属氢化物施加到所述金属前体层上来形成公共层和电极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.22 KR 10-2016-00937021.一种用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法，所述方法包括：通过使用金属前体溶液形成金属前体层；以及通过将金属氢化物施加到所述金属前体层上来形成公共层和电极。2.根据权利要求1所述的用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法，其中在形成所述公共层和所述电极时，所述金属前体层与所述金属氢化物反应，使得所述金属前体层成为所述公共层，并且所述金属氢化物成为所述电极。3.根据权利要求1所述的用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法，其中所述金属前体溶液包含以下中的一种或更多种金属前体：钛(Ti)前体、锌(Zn)前体、铟(In)前体、锡(Sn)前体、钨(W)前体、铌(Nb)前体、钼(Mo)前体、镁(Mg)前体、锆(Zr)前体、锶(Sr)前体、镧(La)前体、钒(V)前体、铝(Al)前体、钇(Y)前体、钪(Sc)前体、钐(Sm)前体、镓(Ga)前体、铟(In)前体及其复合物。4.根据权利要求1所述的用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法，其中所述金属前体溶液中的所述金属前体的含量为0.1重量％至5重量％。5.根据权利要求1所述的用于制造有机-无机杂化太阳能电池用层合体的方法，其中所述金属前体...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴祥准，金世龙，金钟硕，金勇男，金悳焕，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR