The embodiment of the invention discloses a perovskite solar cell device and a manufacturing method thereof. The titanium solar cell device consists of successively stacked substrate, anode (ITO), hole transport layer (amorphous NiOx), perovskite optical absorption layer, electron transport layer (Nb2O5) and cathode. The perovskite solar cell device of the invention and its preparation method obtain higher energy conversion efficiency and higher open circuit voltage, and have lower processing cost and can realize large area processing, so it has a good application prospect in the field of perovskite solar cells.
【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳能电池及其制造方法
本专利技术涉及光伏器件
,尤其是涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
早在2006年日本桐荫横滨大学的Miyasaka教授课题组尝试将钙钛矿材料作为光吸收材料用于染料敏化太阳能电池中,他们于2009年首次报道了太阳能转化效率为3-4%的染料敏化钙钛矿太阳能电池(J.Am.Chem.Soc.,2009,131,6050)。接着韩国成均馆大学的Nam-GyuPark教授课题组通过优化前驱体溶液浓度和退火温度,使能量转化效率提升了近一倍(Nanoscale,2011,3,4088),而钙钛矿太阳能电池真正得到关注是他们将钙钛矿材料用于类似有机薄膜太阳能电池的全固态结构中,并使得能量转换效率和稳定性得到了大大的提高(Sci.Rep.,2012,2,591)。由于钙钛矿太阳能电池具有原料及制造成本低等显著优势,并且随着相关领域研究力量的大量投入,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率在近几年得到了迅速的提高。这类钙钛矿材料一般具有ABX3的基本化学式,其中A+一般为有机阳离子(最常见的是甲胺离子,CH3NH3+,MA+),B2+为无机阳离子(一般为Pb2+),X-为卤素阴离子(一般为I-、Cl-或Br-:MAPb(I,Br,Cl)3)。所使用的卤素元素种类的不同,钙钛矿材料的带隙可以在1.6至3.2电子伏特内连续调控。使用甲脒离子(CH(NH2)2+,FA+)替换MA+或使用Sn2+来替换Pb2+或采用混合型离子等方法可以进一步的调控钙钛矿材料的带隙,实现更宽范围的太阳光吸收。因钙钛矿太阳能电池最初是由染料敏化太阳能电池所 ...
【技术保护点】
1.一种制造钙钛矿太阳能电池的方法,其特征在于,包括:获取衬底;依次用微米级半导体专用洗涤剂、去离子水、丙酮和异丙醇超声清洗所述衬底并烘干;在所述衬底上形成阳极层;在常温下用电子束蒸镀的方法在所述阳极层上形成非晶氧化镍层作为空穴传输层,其中所述非晶氧化镍层的厚度为20‑50纳米;在无水无氧并且充满高纯氮气的环境下在所述空穴传输层上旋涂形成组分包括CsMAFAPbIBr的混合型钙钛矿光活性层,其中所述混合型钙钛矿光活性层的厚度为550‑600纳米;将形成了所述混合型钙钛矿光活性层的所述衬底在110摄氏度下进行加热处理;在加热处理后的所述混合型钙钛矿光活性层上使用电子束蒸镀的方法蒸镀五氧化二铌层作为电子传输层,其中所述电子传输层的厚度为20‑70纳米;在所述电子传输层上形成阴极层,其中所述阴极层的厚度不小于80纳米。
【技术特征摘要】
1.一种制造钙钛矿太阳能电池的方法,其特征在于,包括:获取衬底;依次用微米级半导体专用洗涤剂、去离子水、丙酮和异丙醇超声清洗所述衬底并烘干;在所述衬底上形成阳极层;在常温下用电子束蒸镀的方法在所述阳极层上形成非晶氧化镍层作为空穴传输层,其中所述非晶氧化镍层的厚度为20-50纳米;在无水无氧并且充满高纯氮气的环境下在所述空穴传输层上旋涂形成组分包括CsMAFAPbIBr的混合型钙钛矿光活性层,其中所述混合型钙钛矿光活性层的厚度为550-600纳米;将形成了所述混合型钙钛矿光活性层的所述衬底在110摄氏度下进行加热处理;在加热处理后的所述混合型钙钛矿光活性层上使用电子束蒸镀的方法蒸镀五氧化二铌层作为电子传输层,其中所述电子传输层的厚度为20-70纳米;在所述电子传输层上形成阴极层,其中所述阴极层的厚度不小于80纳米。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:用电子束蒸镀的方法在所述阳极层上形成非晶氧化镍层作为空穴传输层的过程中,在电子束蒸镀腔室中通入纯度为99.999%以上的氧气。3.如权利要求1或者2所述的方法,其特征在于:所述衬底为玻璃、石英、蓝宝石、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯对苯二酸脂、聚萘二甲酸乙二醇酯、金属或合金薄膜。4.如权利要求1至3中任意一项所述的方法,其特征在于:所述阳极层和所述阴极层为金属、金属氧化物、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)或其改性产物。5.如权利要求4所述的方法,其特征在于:所述金属为铝、银、钛、金、金镁合金或银镁合金;所述金属氧化物为氧化铟锡、掺氟二氧化锡、氧化锌和铟镓锌氧化物中的一种或两种以上的组合。6.如权利要求1至5中任意一项所述的方法,其特征在于:在所述阳极层上形成非晶氧化镍层...
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