一种高效钙钛矿太阳能电池及制备方法技术

技术编号:25552720 阅读:86 留言:0更新日期:2020-09-08 18:53
本发明专利技术公开一种高效钙钛矿太阳能电池及制备方法,属于太阳能电池技术领域。所述高效钙钛矿太阳能电池的制备方法包括:在透明导电基板上旋涂制备电子传输层;在电子传输层上旋涂碘化铅胶体,并进行退火结晶处理,形成碘化铅薄膜;在碘化铅薄膜上旋涂卤化物阳离子,并进行退火结晶处理,生成钙钛矿吸光层和碘化铅钝化结构;在钙钛矿吸光层上喷涂带有包覆材料的碘化铅胶体,形成碘化铅晶体钝化层;在碘化铅晶体钝化层上制备空穴传输层;在空穴传输层上制备银电极。本发明专利技术提供的一种高效钙钛矿太阳能电池及制备方法中,分别在电子传输层和钙钛矿吸光层上旋涂和喷涂碘化铅胶体,实现可控的缺陷钝化,达到双钝化效果,提高器件的效率和长期稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种高效钙钛矿太阳能电池及制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
,特别涉及一种高效钙钛矿太阳能电池及制备方法。
技术介绍
随着社会的发展,我们对能源的需求量日益增大,然而可供我们使用的化石能源日益枯竭,全球都面临严重的能源危机。近年来对新能源的研究日渐火热,包括太阳能风能、地热能、潮汐能等。其中太阳能具有取之不尽、用之不竭的优点,合理高效地利用太阳能则能解决目前的能源危机。目前,钙钛矿太阳能电池因其具有高能量转换效率、质量轻、成本低廉、制作工艺简单、可制作柔性器件以及易于实现大规模生产等突出优势,目前成为了新型太阳能电池的研究热点。自2009年Miyasaka等人首次专利技术钙钛矿太阳能电池以来,电池的能量转换效率从3.8%快速提升至认证的25.2%,已经超过铜铟镓硒太阳能电池、碲化镉太阳能电池的最高效率,媲美晶硅太阳能电池最高效率26.6%。钙钛矿太阳能电池的规模化制备技术正逐步完善,预期成本大约为晶硅太阳能电池一半,是最具有发展潜力的第三代太阳能电池。通过两步法可以制备高效率钙钛矿太阳能电池,但是两步法制备的钙钛矿薄膜质量取决于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:/nS1:对透明导电基板(1)进行清洗,清洗后用干燥氮气吹干;/nS2:在透明导电基板(1)上旋涂制备电子传输层(2);/nS3:对带有电子传输层(2)的透明导电基板(1)进行紫外臭氧处理;/nS4:在氮气环境下,制备碘化铅胶体;/nS5:在氮气环境下,在电子传输层(2)上旋涂碘化铅胶体,并进行退火结晶处理,在电子传输层(2)上形成碘化铅薄膜,调控碘化铅薄膜的有序取向生长;/nS6:在氮气环境下,在碘化铅薄膜上旋涂卤化物阳离子,并进行退火结晶处理,生成钙钛矿吸光层(4)和碘化铅钝化结构;/nS7:向碘化铅胶体中加入包覆材料,并搅...

【技术特征摘要】
1.一种高效钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:对透明导电基板(1)进行清洗,清洗后用干燥氮气吹干;
S2:在透明导电基板(1)上旋涂制备电子传输层(2);
S3:对带有电子传输层(2)的透明导电基板(1)进行紫外臭氧处理;
S4:在氮气环境下,制备碘化铅胶体;
S5:在氮气环境下,在电子传输层(2)上旋涂碘化铅胶体,并进行退火结晶处理,在电子传输层(2)上形成碘化铅薄膜,调控碘化铅薄膜的有序取向生长;
S6:在氮气环境下,在碘化铅薄膜上旋涂卤化物阳离子,并进行退火结晶处理,生成钙钛矿吸光层(4)和碘化铅钝化结构;
S7:向碘化铅胶体中加入包覆材料,并搅拌;
S8:在钙钛矿吸光层(4)上喷涂带有包覆材料的碘化铅胶体,在钙钛矿吸光层(4)上形成碘化铅晶体钝化层(5);
S9:在氮气环境下,在碘化铅晶体钝化层(5)上旋涂Spiro-OMeTAD溶液,并进行退火结晶处理,制备空穴传输层(6);
S10:通过热蒸镀法,在空穴传输层(6)上制备银电极(7);
S11:在氮气氛围和AM1.5光照下,测试钙钛矿太阳能电池的光电特性。


2.如权利要求1所述的一种高效钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述碘化铅胶体的浓度为1mL碘化铅胶体中含有0.001g~15g碘化铅晶体;其中,碘化铅晶体中(101)晶面所占比例为70%~90%。


3.如权利要求1所述的一种高效钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述碘化铅胶体的溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、乙酸、丙酮、硝基甲烷、苯胺、甲醇、乙二醇。


4.如权利要求1所述的一种高效钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述包覆材料包括BAI、PEAI、PP、PA、PAA、PEA、VA、D4TBP、TOPO、辛氨、氯化胆碱、L-a磷脂酰胆碱、月桂酰基谷氨酸、三甲基甘氨酸、氨基酸、3-己基噻吩、碘五氟苯、噻吩、吡啶、4-巯基苯甲酸、苄胺、PMMA、P3HT、AQ310、PH...

【专利技术属性】
技术研发人员:马柱黄德军肖政晏广元李小琴黄跃龙
申请(专利权)人:西南石油大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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