一种具有空穴传输层的太阳能电池制造技术

本发明专利技术涉及一种具有空穴传输层的太阳能电池，包括：透明导电电极；空穴阻挡层，位于透明导电电极上；电子传输层，位于空穴阻挡层上；绝缘层，位于电子传输层上；钙钛矿吸光层，位于绝缘层上；空穴传输层，位于钙钛矿吸光层上；金属电极，位于空穴传输层上。本发明专利技术的太阳能电池的空穴传输层包括第一空穴传输层、第二空穴传输层和第三空穴传输层，且第一空穴传输层、第二空穴传输层和第三空穴传输层中均掺杂有磷光发光染料，改善了空穴传输层的空穴传输能力，提高了太阳能电池的光电转换效率。

A solar cell with hole transport layer

【技术实现步骤摘要】
一种具有空穴传输层的太阳能电池
本专利技术涉及电磁
，特别是涉及一种具有空穴传输层的太阳能电池。
技术介绍
随着日益突出的能源匮乏和环境污染问题，对新能源的开发与利用显得十分紧迫。太阳能发电作为一种取之不尽，用之不竭，而且无污染的新能源，受到人们越来越多的关注。太阳能电池是一种可以将光能转换成电能的器件，当前，太阳能电池的开发应用已逐步走向商业化、产业化。钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高，成本低，制备工艺简单等优势，是目前最具前景的新兴光伏器件，其中钙钛矿作为一种吸光材料，具有消光系数高，对可见光的吸收能力强，并且具有很好的双极输运能力。但是，目前太阳能电池的空穴传输能力有限，从而限制了太阳能电池的光电转换效率。
技术实现思路
因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本专利技术提出一种具有空穴传输层的太阳能电池。具体地，本专利技术一个实施例提出的一种具有空穴传输层的太阳能电池，包括：透明导电电极；空穴阻挡层，位于所述透明导电电极上；电子传输层，位于所述空穴阻挡层上；绝缘层，位于所述电子传输层上；钙钛矿吸光层，位于所述绝缘层上；空穴传输层，位于所述钙钛矿吸光层上，所述空穴传输层包括第一空穴传输层、第二空穴传输层和第三空穴传输层，所述第一空穴传输层、所述第二空穴传输层和所述第三空穴传输层依次层叠于所述钙钛矿吸光层上，所述第一空穴传输层、所述第二空穴传输层和所述第三空穴传输层均掺杂有磷光发光染料；金属电极，位于所述空穴传输层上。在本专利技术的一个实施例中，所述第一空穴传输层的掺杂浓度大于所述第二空穴传输层的掺杂浓度，所述第二空穴传输层的掺杂浓度大于所述第三空穴传输层的掺杂浓度。在本专利技术的一个实施例中，所述第一空穴传输层的掺杂浓度为1×1018cm-3～3×1018cm-3，所述第二空穴传输层的掺杂浓度为3×1017cm-3～5×1017cm-3，所述第三空穴传输层的掺杂浓度为1×1016cm-3～5×1016cm-3。在本专利技术的一个实施例中，所述第一空穴传输层的厚度为100～120nm，所述第二空穴传输层的厚度为60～100nm，所述第三空穴传输层的厚度为20～60nm。在本专利技术的一个实施例中，所述透明导电电极为FTO、AZO或ITO。本专利技术实施例，具备如下优点：本专利技术的太阳能电池的空穴传输层包括第一空穴传输层、第二空穴传输层和第三空穴传输层，且第一空穴传输层、第二空穴传输层和第三空穴传输层中均掺杂有磷光发光染料，改善了空穴传输层的空穴传输能力，提高了太阳能电池的光电转换效率。通过以下参考附图的详细说明，本专利技术的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本专利技术的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。附图说明下面将结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细的说明。图1为本专利技术实施例提供的一种具有空穴传输层的太阳能电池的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种具有空穴传输层的太阳能电池的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种具有空穴传输层的太阳能电池的结构示意图。本专利技术的实施例提供一种太阳能电池，该太阳能电池包括：透明导电电极11、空穴阻挡层12、电子传输层13、绝缘层14、钙钛矿吸光层15、空穴传输层16、金属电极17，其中，透明导电电极11；具体地，太阳能电池是将光能转化为电能，太阳光将通过透明导电电极11，因此透明导电电极11需为透明材料，且透明导电电极11需为导电材质，透明导电电极11可以是FTO(氟锡氧化物)、AZO(铝锌氧化物)或ITO(铟锡氧化物)。优选地，透明导电电极11为FTO，FTO具备耐热、耐化学稳定性。优选地，透明导电电极11的厚度为60-100nm。空穴阻挡层12，位于所述透明导电电极11上；具体地，空穴阻挡层12的材料可以为碱金属碳酸盐或碱金属氧化物。优选地，空穴阻挡层12的厚度为10～40nm。空穴阻挡层12可以阻止钙钛矿吸光层15中的空穴传输至透明导电电极11中，从而降低载流子的复合作用，使得太阳能电池具有高光电转换效率和长期的光照稳定性。请参见图2，电子传输层13，位于空穴阻挡层12上，电子传输层13包括第一TiO2层131、第二TiO2层132和第三TiO2层133，第一TiO2层131、第二TiO2层132和第三TiO2层133依次层叠于空穴阻挡层12上，第一TiO2层131、第二TiO2层132和第三TiO2层133均掺杂有Al；进一步地，第一TiO2层131的掺杂浓度大于第二TiO2层132的掺杂浓度，第二TiO2层132的掺杂浓度大于第三TiO2层133的掺杂浓度。优选地，第一TiO2层131的掺杂浓度为3×1020cm-3～5×1020cm-3。优选地，第二TiO2层132的掺杂浓度为3×1019cm-3～5×1019cm-3。优选地，第三TiO2层133的掺杂浓度为3×1018cm-3～5×1018cm-3。进一步地，第一TiO2层131的厚度大于第二TiO2层132的厚度，第二TiO2层132的厚度大于第三TiO2层133的厚度。优选地，第一TiO2层131的厚度为150～200nm。优选地，第二TiO2层132的厚度为80～130nm。优选地，第三TiO2层133的厚度为20～60nm。电子传输层主要起电子收集和传输的作用，本实施例的电子传输层包括第一TiO2层、第二TiO2层和第三TiO2层，第一TiO2层、第二TiO2层和第三TiO2层均掺杂有铝，且第一TiO2层、第二TiO2层和第三TiO2层的掺杂浓度和厚度均逐渐降低，使得铝元素的浓度呈梯度变换，从而改善了电子传输层的导电性能和电子传输能力，提高了太阳能电池的光电转换效率和稳定性。并且TiO2作为电子传输层不仅能够传输电子，还能阻挡空穴，从而可以进一步阻止钙钛矿吸光层中的空穴传输至透明导电电极中，从而进一步提高太阳能电池的光电转换效率。绝缘层14，位于电子传输层13上；绝缘层14能够将透明导电电极11和金属电极隔开，从而实现避免太阳能电池内部短路。绝缘层14的材料为绝缘材料。优选地，绝缘层14的材料为氧化硅。优选地，绝缘层14的厚度为5～50nm。钙钛矿吸光层15，位于所述绝缘层上14；钙钛矿吸光层15用于吸光产生光伏效应，钙钛矿作为一种吸光材料，具有消光系数高，对可见光的吸收能力强，并且具有很好的双极输运能力。优选地，钙钛矿吸光层15可以掺杂ZnO，且掺杂浓度为1×1018cm-3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有空穴传输层的太阳能电池，其特征在于，包括：/n透明导电电极(11)；/n空穴阻挡层(12)，位于所述透明导电电极(11)上；/n电子传输层(13)，位于所述空穴阻挡层(12)上；/n绝缘层(14)，位于所述电子传输层(13)上；/n钙钛矿吸光层(15)，位于所述绝缘层(14)上；/n空穴传输层(16)，位于所述钙钛矿吸光层(15)上，所述空穴传输层(16)包括第一空穴传输层(161)、第二空穴传输层(162)和第三空穴传输层(163)，所述第一空穴传输层(161)、所述第二空穴传输层(162)和所述第三空穴传输层(163)依次层叠于所述钙钛矿吸光层上，所述第一空穴传输层(161)、所述第二空穴传输层(162)和所述第三空穴传输层(163)均掺杂有磷光发光染料；/n金属电极(17)，位于所述空穴传输层(16)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有空穴传输层的太阳能电池，其特征在于，包括：
透明导电电极(11)；
空穴阻挡层(12)，位于所述透明导电电极(11)上；
电子传输层(13)，位于所述空穴阻挡层(12)上；
绝缘层(14)，位于所述电子传输层(13)上；
钙钛矿吸光层(15)，位于所述绝缘层(14)上；
空穴传输层(16)，位于所述钙钛矿吸光层(15)上，所述空穴传输层(16)包括第一空穴传输层(161)、第二空穴传输层(162)和第三空穴传输层(163)，所述第一空穴传输层(161)、所述第二空穴传输层(162)和所述第三空穴传输层(163)依次层叠于所述钙钛矿吸光层上，所述第一空穴传输层(161)、所述第二空穴传输层(162)和所述第三空穴传输层(163)均掺杂有磷光发光染料；
金属电极(17)，位于所述空穴传输层(16)上。


2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚君，路静雅，
申请(专利权)人：西安聚科创通环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61