化合物在太阳能电池中的应用、太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种化合物在太阳能电池中的应用、太阳能电池及其制备方法，所述化合物由有机小分子或聚合物形成，所述有机小分子和所述聚合物的重复单元的化学结构式为F1

【技术实现步骤摘要】
化合物在太阳能电池中的应用、太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，特别是涉及一种修饰层在太阳能电池中的应用、太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，太阳能电池的技术越来越成熟，其中，杂化钙钛矿太阳能电池作为一种新型、高效率、低成本的太阳能电池被广泛关注。
[0003]目前，硅/钙钛矿叠层太阳能电池通常包括：硅基底电池/隧穿结或透明导电层/第一载流子传输层/宽带隙钙钛矿层/第二载流子传输层/顶电极。
[0004]然而，宽带隙钙钛矿层的下界面缺陷容易造成较为严重的载流子复合，极大的影响杂化钙钛矿太阳能电池的效率的提升。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本专利技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种修饰层在太阳能电池中的应用、太阳能电池及其制备方法。
[0006]为了解决上述问题，第一方面，本专利技术实施例公开了一种化合物在太阳能电池中的应用，所述化合物由有机小分子或聚合物形成，所述有机小分子和所述聚合物的重复单元的化学结构式为F1
‑
R
‑
F2，其中，R为取代或未取代烷基，官能团F1包括含硅基团、磷酸基、磷酸酯基、羧基、羧酸酯基、磺酸基中的至少一种，官能团F2包括卤素基团、含氮基团、含硫基团、含氧基团、含磷基团中的至少一种。
[0007]可选地，所述含氮基团选自胺基、季胺盐、脒基、酰胺、酰亚胺中的至少一种，所述含硫基团选自硫醇、硫醚、亚砜基、砜基、磺酸基中的至少一种，所述含氧基团选自羟基、醚氧、硅氧烷基、羧基、酸酐、酯基、醛基、酮基、酰卤基中的至少一种，所述含磷基团选自磷酸基、磷酸酯基、膦基中的至少一种。
[0008]可选地，由所述化合物制备而成的修饰层可用在太阳能电池中，所述修饰层层叠在钙钛矿吸收层与复合层之间。
[0009]第二方面，本专利技术实施例还公开了一种太阳能电池，包括：依次堆叠设置的第一电极、基底电池、复合层、修饰层、光吸收层、电子传输层以及第二电极，其中，
[0010]所述光吸收层靠近所述修饰层的界面为第一界面，所述复合层靠近所述修饰层的界面为第二界面；
[0011]所述修饰层可与所述光吸收层产生相互作用，钝化所述第一界面的缺陷；所述修饰层可与所述复合层产生相互作用，修饰所述第二界面；
[0012]所述修饰层采用上述化合物制备而成。
[0013]可选地，所述光吸收层为由无机材料或者有机材料、无机材料杂化形成的钙钛矿层，所述复合层为由无机材料形成的无机层。
[0014]可选地，所述官能团F1通过化学键、配位键、偶极相互作用、范德华力中的至少一
种方式与所述复合层产生相互作用。
[0015]可选地，所述官能团F2通过化学键、氢键、配位键、偶极相互作用、范德华力中的至少一种方式与所述光吸收层产生相互作用。
[0016]可选地，所述修饰层的厚度为0.1
‑
10纳米。
[0017]可选地，所述复合层包括：隧穿结、透明导电层中的至少一种。
[0018]第三方面，本专利技术实施例还公开了一种太阳能电池的制备方法，包括：
[0019]提供基底电池；
[0020]在所述基底电池的一侧表面上制备复合层；
[0021]在所述复合层背离所述基底电池的一侧表面上使用上述化合物制备修饰层；
[0022]在所述修饰层背离所述复合层的一侧表面上制备光吸收层；
[0023]在所述光吸收层背离所述修饰层的一侧表面上制备电子传输层；
[0024]在所述电子传输层背离所述修饰层的一侧表面上制备第二电极；
[0025]在所述基底电池背离所述复合层的一侧表面上制备第一电极。
[0026]可选地，所述修饰层可在所述复合层上通过旋涂、浸泡、熏蒸、刮涂、狭缝涂布、喷涂、印刷、真空沉积、拉膜中的至少一种方式制备。
[0027]本专利技术实施例包括以下优点：
[0028]在本专利技术实施例中，所述化合物可以包含化学结构式为F1
‑
R
‑
F2的单元，在将所述化合物应用于制备太阳能电池的情况下，可以在复合层和光吸收层之间采用所述化合物制备修饰层。由于官能团F1包括含硅基团、磷酸基、磷酸酯基、羧基、羧酸酯基、磺酸基中的至少一种，使得所述修饰层可以与所述复合层产生相互作用，对所述复合层进行修饰，并调节所述复合层的能级，使得所述复合层的能级和所述光吸收层的能级更匹配，有利于传输和收集空穴，可以避免设置专门用于传输空穴的空穴传输层；由于官能团F2包括卤素基团、含氮基团、含硫基团、含氧基团、含磷基团中的至少一种，使得所述修饰层可以与所述光吸收层产生相互作用，钝化所述光吸收层的缺陷，减弱载流子复合，有效提升所述太阳能电池的效率。
附图说明
[0029]图1是本专利技术的一种太阳能电池的结构示意图；
[0030]图2是本专利技术的一种太阳能电池的制备方法流程图；
[0031]图3是本专利技术实施例1和对比例1的太阳能电池的I
‑
V曲线；
[0032]图4是本专利技术实施例2和对比例1的太阳能电池的I
‑
V曲线；
[0033]图5是本专利技术实施例3和对比例2的太阳能电池的I
‑
V曲线。
[0034]附图标记：
[0035]1‑
第一电极，2
‑
基底电池，3
‑
复合层，4
‑
修饰层，5
‑
光吸收层，6
‑
电子传输层，7
‑
透明导电膜，8
‑
第二电极。
具体实施方式
[0036]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，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0037]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0038]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0039]本专利技术实施例的核心构思之一在于公开一种化合物在太阳能电池中的应用，所述化合物可以由有机小分子或聚合物形成，所述有机小分子和所述聚合物的重复单元的化学结构式可以为F1
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R
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F2，其中，R为取代或未取代烷基，官能团F1包括含硅基团、磷酸基、磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化合物在太阳能电池中的应用，其特征在于，所述化合物由有机小分子或聚合物形成，所述有机小分子和所述聚合物的重复单元的化学结构式为F1
‑
R
‑
F2，其中，R为取代或未取代烷基，官能团F1包括含硅基团、磷酸基、磷酸酯基、羧基、羧酸酯基、磺酸基中的至少一种，官能团F2包括卤素基团、含氮基团、含硫基团、含氧基团、含磷基团中的至少一种。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述含氮基团选自胺基、季胺盐、脒基、酰胺、酰亚胺中的至少一种，所述含硫基团选自硫醇、硫醚、亚砜基、砜基、磺酸基中的至少一种，所述含氧基团选自羟基、醚氧、硅氧烷基、羧基、酸酐、酯基、醛基、酮基、酰卤基中的至少一种，所述含磷基团选自磷酸基、磷酸酯基、膦基中的至少一种。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，由所述化合物制备而成的修饰层可用在太阳能电池中，所述修饰层层叠在钙钛矿吸收层与复合层之间。4.一种太阳能电池，其特征在于，包括：依次堆叠设置的第一电极、基底电池、复合层、修饰层、光吸收层、电子传输层以及第二电极，其中，所述光吸收层靠近所述修饰层的界面为第一界面，所述复合层靠近所述修饰层的界面为第二界面；所述修饰层可与所述光吸收层产生相互作用，钝化所述第一界面的缺陷；所述修饰层可与所述复合层产生相互作用，修饰所述第二界面；所述修饰层采用权利要求1
‑
3任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董鑫，何博，
申请(专利权)人：西安隆基乐叶光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：