复合载流子传输层及其制备方法、太阳能电池和发光器件技术

本发明专利技术提供了一种复合载流子传输层及其制备方法、太阳能电池和发光器件，涉及太阳能光伏技术领域。其中，在通过溶液涂敷法在基底上制备了第一载流子传输层后，采用金属材料通过沉积‑氧化制备金属氧化物层，由于金属材料易于沉积，可以对第一载流子传输层上的缺陷进行填补，从而得到更均匀、致密的薄膜，金属氧化物层与第一载流子传输层构成的复合载流子传输层在实现载流子传输的功能时，由于具有更平整的表面结构和对透明导电衬底更高的覆盖率，因此，能够有效减少载流子的界面非辐射复合，提升发光器件或太阳能电池的转换效率。

【技术实现步骤摘要】
复合载流子传输层及其制备方法、太阳能电池和发光器件
本专利技术涉及太阳能光伏
，特别是涉及一种复合载流子传输层及其制备方法、太阳能电池和发光器件。
技术介绍
与沉积方法相比，溶液涂敷法制备薄膜具有工艺简单、成本低廉、操作简便、对设备的要求低等优点，从而被广泛应用于电子器件的制备中，如有机太阳能电池(OrganicPhotovoltage，OPV)、有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode，OLED)、钙钛矿电池(PerovskiteSolarCells，PSC)和钙钛矿LED(PerovskiteLightEmittingDiode，PeLED)的制备。在具体的制备过程中，通常是先配制前驱体溶液，再将前驱体溶液涂敷在透明导电衬底上，并通过热处理工艺使溶剂挥发，以形成载流子传输层。此时，可以在载流子传输层上进一步通过溶液涂敷制备其他的活性层等，从而制备发光器件或太阳能电池。但是，由于制备工艺中载流子传输层上可能存在较多的、不同种类的缺陷，从而导致活性层不能与载流子传输层形成良好的接触，或活性层穿过载流子传输层与透明导电衬底直接接触，导致漏电流的产生和增大，影响器件的效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种复合载流子传输层及其制备方法、太阳能电池和发光器件，旨在提升复合载流子传输层的表面平整性以及透明导电衬底覆盖率，从而形成活性层与复合载流子传输层的良好接触，避免漏电，提高电池的功率。第一方面，本专利技术实施例提供了一种复合载流子传输层的制备方法，该方法可以包括：在基底上涂敷前驱体溶液，获得前驱体溶液的涂层；对所述前驱体溶液的涂层进行热处理，获得第一载流子传输层；在所述第一载流子传输层上采用金属材料以预设沉积速度制备金属颗粒层，所述金属颗粒层的厚度为0.1nm～10nm；对所述金属颗粒层进行氧化获得金属氧化物层。可选地，所述第一载流子传输层为电子传输层，所述第一载流子传输层的材料为功函数小于或等于6eV的n型半导体材料；或，所述第一载流子传输层为空穴传输层，所述第一载流子传输层的材料为功函数小于或等于3eV的p型半导体材料、功函数大于或等于5eV的n型半导体材料中的任一种。可选地，所述金属氧化物层与所述第一载流子传输层的导电类型相同，或，所述金属氧化物层为绝缘层。可选地，所述金属材料的标准电极电势为-2.400V～0V。可选地，所述金属材料包括Al、Zr、Ti、Mg、Sn、Zn、Ni中的至少一种。可选地，所述在所述第一载流子传输层上采用金属材料以预设沉积速度制备金属颗粒层，包括：控制所述基底以1rpm～20rpm的旋转速度进行旋转，并在第一载流子传输层上采用金属材料以小于或等于的沉积速度制备金属颗粒层。可选地，所述基底或所述第一载流子传输层为无机材料，所述对所述金属颗粒层进行氧化得到金属氧化物层，包括：在氧化气氛中将所述金属颗粒层加热至300℃～800℃，保持10分钟～120分钟，得到金属氧化物层。可选地，所述基底或所述第一载流子传输层为有机材料，所述对所述金属颗粒层进行氧化得到金属氧化物层，包括：对所述金属颗粒层进行电化学阳极氧化，所述电化学阳极氧化的氧化环境包括酸性环境、碱性环境和中性环境中的任一种；所述对所述金属颗粒层进行电化学阳极氧化之后，还包括：对所述金属氧化物层进行退火。第二方面，本专利技术还提供了一种复合载流子传输层，所述复合载流子传输层包括：第一载流子传输层、金属氧化物层，所述第一载流子传输层位于基底表面，所述金属氧化物层形成于所述第一载流子传输层上；所述第一载流子传输层具有n型或p型导电类型；所述第一载流子传输层为非连续薄膜；至少部分所述金属氧化物层填充于所述第一载流子传输层的非连续区域。可选地，所述第一载流子传输层为电子传输层，所述第一载流子传输层的材料为功函数小于或等于6eV的n型半导体材料。或，可选地，所述第一载流子传输层为空穴传输层，所述第一载流子传输层的材料为功函数小于或等于3eV的p型半导体材料、功函数大于或等于5eV的n型半导体材料中的任一种。可选地，所述金属氧化物层与所述第一载流子传输层的导电类型相同，或，所述金属氧化物为绝缘层。可选地，所述金属材料的标准电极电势为-2.400V～0V。可选地，所述金属材料包括Al、Zr、Ti、Mg、Sn、Zn、Ni中的至少一种。可选地，所述金属氧化物层的形成方法为：在所述第一载流子传输层上采用金属材料以预设沉积速度制备金属颗粒层，所述金属颗粒层的厚度为0.1nm～10nm；对所述金属颗粒层进行氧化得到金属氧化物层。第三方面，本专利技术还提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括第二方面所述的复合载流子传输层。第四方面，本专利技术还提供了一种发光器件，该发光器件包括第二方面所述的复合载流子传输层。本专利技术实施例中，在通过溶液涂敷法在基底上制备了第一载流子传输层后，采用金属材料通过沉积-氧化制备金属氧化物层，由于金属材料易于沉积，可以对第一载流子传输层上的缺陷进行填补，从而得到更均匀、致密的薄膜，金属氧化物层与第一载流子传输层构成的复合载流子传输层在实现载流子传输的功能时，由于具有更平整的表面结构和对透明导电衬底更高的覆盖率，因此，能够有效减少载流子的界面非辐射复合，提升发光器件或太阳能电池的转换效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了现有技术中透明导电衬底-载流子传输层-活性层结构的剖面示意图；图2示出了本专利技术实施例提供的一种复合载流子传输层的制备方法的步骤流程图；图3示出了本专利技术实施例提供的另一种复合载流子传输层的制备方法的步骤流程图；图4示出了本专利技术实施例提供的一种金属颗粒层的结构示意图；图5示出了本专利技术实施例提供的一种复合载流子传输层的结构示意图。附图标记说明：图1：101-透明导电衬底；102-载流子传输层；103-活性层；1021-凹陷缺陷；1022-孔洞缺陷；图4：401-透明导电衬底；402-第一载流子传输层；403-金属颗粒层；4021-凹陷缺陷；4022-孔洞缺陷；图5：404-金属氧化物层；405-复合载流子传输层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1示出了现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合载流子传输层的制备方法，其特征在于，所述方法包括：/n在基底上涂敷前驱体溶液，获得前驱体溶液的涂层；/n对所述前驱体溶液的涂层进行热处理，获得第一载流子传输层；/n在所述第一载流子传输层上采用金属材料以预设沉积速度制备金属颗粒层，所述金属颗粒层的厚度为0.1nm～10nm；/n对所述金属颗粒层进行氧化得到金属氧化物层。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合载流子传输层的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在基底上涂敷前驱体溶液，获得前驱体溶液的涂层；
对所述前驱体溶液的涂层进行热处理，获得第一载流子传输层；
在所述第一载流子传输层上采用金属材料以预设沉积速度制备金属颗粒层，所述金属颗粒层的厚度为0.1nm～10nm；
对所述金属颗粒层进行氧化得到金属氧化物层。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一载流子传输层为电子传输层，所述第一载流子传输层的材料为功函数小于或等于6eV的n型半导体材料；
或，
所述第一载流子传输层为空穴传输层，所述第一载流子传输层的材料为功函数小于或等于3eV的p型半导体材料、功函数大于或等于5eV的n型半导体材料中的任一种。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物层与所述第一载流子传输层的导电类型相同，或，所述金属氧化物层为绝缘层。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属材料的标准电极电势为-2.400V～0V。


5.根据权利要求4所述的制备方法，所述金属材料包括Al、Zr、Ti、Mg、Sn、Zn、Ni中的至少一种。


6.根据权利要求1～5所述的制备方法，其特征在于，所述在所述第一载流子传输层上采用金属材料以预设沉积速度制备金属颗粒层，包括：
控制所述基底以1rpm～20rpm的旋转速度进行旋转，并在第一载流子传输层上采用金属材料以小于或等于的沉积速度制备金属颗粒层。


7.根据权利要求1～5所述的制备方法，其特征在于，所述基底或所述第一载流子传输层为无机材料，所述对所述金属颗粒层进行氧化得到金属氧化物层，包括：
在氧化气氛中将所述金属颗粒层加热至300℃～800℃，保持10分钟～120分钟，得到金属氧化物层。


8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：解俊杰，徐琛，李子峰，吴兆，靳金玲，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61