一种基于有机受体-钙钛矿异质结吸光层的太阳电池制造技术

本发明专利技术公开了一种基于有机受体

【技术实现步骤摘要】
一种基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池


[0001]本专利技术属于太阳电池领域，具体涉及一种基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池、一种正型太阳电池的制备方法和一种反型太阳电池的制备方法。

技术介绍

[0002]能源危机是当今社会面临的重要问题，发展以太阳能等清洁能源为主的新型发电技术是兼顾能源供应与环境保护的有效途径。以有机金属卤化钙钛矿为代表的新型光伏材料在近几年获得了广泛关注，并取得了长足发展。近年来，新型钙钛矿薄膜太阳电池因其带隙可调(1.2
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2.3eV)、光吸收系数高、能量转换效率高(达到25.5％)、制造成本低等优点，受到越来越多的关注与研究。
[0003]2009年以来，钙钛矿太阳电池的能量转换效率从3.8％提升到25.5％。其中，2009年
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2016年间能量转换效率从3.8％提升到22.1％，提升速度较快。但2016年
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2021年间，能量转换效率仅提升了3.4％。究其根源，吸收光谱范围有限是近年来钙钛矿太阳电池能量转换效率提升变慢的重要原因之一。如何解决该问题，已经成为太阳电池领域内一个热点的研究方向。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术实施例提供了一种基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池、一种正型太阳电池的制备方法和一种反型太阳电池的制备方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池，包括：
[0006]由下至上依次层叠的透明电极层、第一传输层、钙钛矿吸光层、第二传输层和金属电极层；其中，当所述太阳电池为正型时，所述第一传输层为用作电子传输层的有机受体吸光层，所述第二传输层为空穴传输层；当所述太阳电池为反型时，所述第一传输层为空穴传输层，所述第二传输层为用作电子传输层的有机受体吸光层。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述透明电极层包括底部透明衬底和表面薄膜电极；
[0008]所述透明电极层中底部透明衬底的材料包括：
[0009]玻璃、双抛蓝宝石和聚对苯二甲酸乙二醇酯PET柔性材料。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述透明电极层中表面薄膜电极的材料，包括：
[0011]氧化铟锡ITO、氟掺杂锡氧化物FTO和掺铝氧化锌AZO。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述透明电极层包括：
[0013]FTO导电玻璃。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述有机受体吸光层的材料，包括：
[0015]合成材料Y6、BTP
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4Cl和(6,6)
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苯基
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C71
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丁酸甲酯PC71BM。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述钙钛矿吸光层的材料，包括：
[0017]铯铅溴CsPbBr3、铯铅碘溴CsPbIBr2和甲胺碘基钙钛矿MAPbI3。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述空穴传输层的材料，包括：
[0019]p型半导体材料。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述金属电极层的材料，包括：
[0021]金和银。
[0022]第二方面，本专利技术实施例提供了一种正型太阳电池的制备方法，包括：
[0023]制备透明电极层；
[0024]在所述透明电极层上表面利用溶液旋涂法制备有机受体吸光层；其中，所述有机受体吸光层用作电子传输层；
[0025]在所述有机受体吸光层上表面利用溶液旋涂法制备钙钛矿吸光层；
[0026]在所述钙钛矿吸光层上表面利用溶液旋涂法制备空穴传输层；
[0027]利用热蒸发或者磁控溅射方法在所述空穴传输层上表面生长一层导电薄膜作为金属电极层。
[0028]第三方面，本专利技术实施例提供了一种反型太阳电池的制备方法，包括：
[0029]制备透明电极层；
[0030]在所述透明电极层上表面利用溶液旋涂法制备空穴传输层；
[0031]在所述空穴传输层上表面利用溶液旋涂法制备钙钛矿吸光层；
[0032]在所述钙钛矿吸光层上表面利用溶液旋涂法制备有机受体吸光层；其中，所述有机受体吸光层用作电子传输层；
[0033]利用热蒸发或者磁控溅射方法在所述有机受体吸光层上表面生长一层导电薄膜作为金属电极层。
[0034]本专利技术实施例所提供的基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池。由于使用有机受体材料和钙钛矿材料共同作为吸光层，因而增加了吸光层的吸光范围和吸光强度，能够避免纯有机光伏器件的波段跳跃性吸光以及纯无机光伏器件的吸光范围窄的问题，能够提升太阳光谱利用率，提高光电转换效率。并且，本专利技术实施例利用有机受体吸光层作为电子传输层，能够在不损伤电子提取能力的同时减少工艺步骤，降低成本。本专利技术实施例所提供的基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池可用于高效、低成本光伏发电等领域。
附图说明
[0035]图1为本专利技术实施例所提供的一种基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池的结构示意图；
[0036]图2(a)和图2(b)分别为图1所提供的基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池中正型太阳电池和反型太阳电池的结构示意图；
[0037]图3为本专利技术实施例所提供的一种正型太阳电池的制备方法的流程示意图；
[0038]图4(a)和图4(b)为本专利技术实施例所提供的两种具体的正型太阳电池的结构示意图；
[0039]图5为本专利技术实施例所提供的一种反型太阳电池的制备方法的流程示意图；
[0040]图6(a)和图6(b)为本专利技术实施例所提供的两种具体的反型太阳电池的结构示意
图。
具体实施方式
[0041]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，所描述的实施例仅仅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做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。
[0042]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池。请参见图1，图1为本专利技术实施例所提供的一种基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池的结构示意图；如图1所示，该太阳电池可以包括：
[0043]由下至上依次层叠的透明电极层、第一传输层、钙钛矿吸光层、第二传输层和金属电极层；其中，当所述太阳电池为正型时，所述第一传输层为用作电子传输层的有机受体吸光层，所述第二传输层为空穴传输层；当所述太阳电池为反型时，所述第一传输层为空穴传输层，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池，其特征在于，包括：由下至上依次层叠的透明电极层、第一传输层、钙钛矿吸光层、第二传输层和金属电极层；其中，当所述太阳电池为正型时，所述第一传输层为用作电子传输层的有机受体吸光层，所述第二传输层为空穴传输层；当所述太阳电池为反型时，所述第一传输层为空穴传输层，所述第二传输层为用作电子传输层的有机受体吸光层。2.根据权利要求1所述的基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池，其特征在于，所述透明电极层包括底部透明衬底和表面薄膜电极；所述透明电极层中底部透明衬底的材料包括：玻璃、双抛蓝宝石和聚对苯二甲酸乙二醇酯PET柔性材料。3.根据权利要求2所述的基于有机受体材料
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池，其特征在于，所述透明电极层中表面薄膜电极的材料，包括：氧化铟锡ITO、氟掺杂锡氧化物FTO和掺铝氧化锌AZO。4.根据权利要求3所述的基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池，其特征在于，所述透明电极层包括：FTO导电玻璃。5.根据权利要求1所述的基于有机受体
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钙钛矿异质结吸光层的太阳电池，其特征在于，所述有机受体吸光层的材料，包括：合成材料Y6、BTP
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4Cl和(6,6)
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苯基
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C71
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈大正，何逸冰，党睿，张春福，朱卫东，张泽阳，郭其睿，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：