一种柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池，包括依次设置的衬底、背电极、硒化锑吸收层、缓冲层、窗口层、中间复合层、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层与导电电极；所述中间复合层的材料选自氧化钼、氧化铟锡、氧化锌、掺铝氧化锌、氧化锡与C60中的一种或多种。与现有技术相比，本发明专利技术将多个带隙不同的光吸收剂组成多结太阳能电池，不仅可以拓宽太阳光谱的利用范围，同时可以降低光生载流子的热驰豫损失，进而提高了太阳能电池的光电转换效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，尤其涉及一种柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]太阳能电池可以通过光电转换将太阳能转化为电能被人们直接使用而备受关注。根据太阳能电池的发展和所用的光吸收层材料，可将太阳能电池分为三类。第一类是硅基太阳能电池，包括单晶硅、多晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池以及硅的叠层太阳能电池；第二类是化合物太阳能电池，包括铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)和钙钛矿等太阳能电池；第三类是新型太阳能电池，包括染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池和量子点太阳能电池等。
[0003]其中，钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells)，是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，也称作新概念太阳能电池。
[0004]钙钛矿太阳能电池，采用具有钙钛矿晶体结构的有机无机杂化的金属卤化物作为吸光层，自2009年以来，因制备方式简单、生产成本低廉和光电性能优异而备受关注，光电转换效率由3.8％迅速升至25.5％，成为当前发展最快的光伏技术，是全世界最受瞩目的新兴光伏技术。
[0005]但目前单结钙钛矿材料的吸光范围较窄只能吸收特定范围内的光子，使其具有肖克利
‑
奎伊瑟(Shockley
‑
Queisser)效率极限，限制了其光电转换效率的进一步提高。

技术实现思路
r/>[0006]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种具有较高光电转换效率的柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池及其制备方法。
[0007]本专利技术提供了一种柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池，包括依次设置的衬底、背电极、硒化锑吸收层、缓冲层、窗口层、中间复合层、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层与导电电极；
[0008]所述衬底为柔性衬底；
[0009]所述中间复合层的材料选自氧化钼、氧化铟锡、氧化锌、掺铝氧化锌、氧化锡与C60中的一种或多种。
[0010]优选的，所述硒化锑吸收层的厚度为100～300nm。
[0011]优选的，所述缓冲层的厚度为10～60nm；所述缓冲层的材料选自硫化镉、硫化锌与硫化铟中的一种或多种。
[0012]优选的，所述窗口层的厚度为80～1000nm；所述窗口层的材料选自氧化锌和/或掺铝氧化锌。
[0013]优选的，所述中间复合层的厚度为10～120nm。
[0014]优选的，所述空穴传输层的厚度为10～200nm；所述空穴传输层的材料选自PTAA、spiro
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oMeTAD、PEDOT:PSS、氧化镍或CuSCN。
[0015]优选的，所述钙钛矿吸收层的厚度为100～350nm；所述钙钛矿吸收层的材料为ABX3；其中，A为MA、FA与PEA中的一种或多种；MA为CH3NH3；FA为NH2CHNH2；PEA为C8H9NH3；B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种。
[0016]优选的，所述电子传输层的厚度为10～100nm；所述电子传输层的材料选自氧化锡、C60、氧化钛、PCBM、氧化锌与硫化镉中的一种或多种。
[0017]本专利技术还提供了一种上述柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池的制备方法，包括：
[0018]S1)在衬底上沉积背电极，得到复合背电极的衬底；
[0019]S2)在所述复合背电极的衬底上蒸镀硒化锑吸收层，得到复合硒化锑吸收层的衬底；
[0020]S3)在复合硒化锑吸收层的衬底上沉积缓冲层，得到复合缓冲层的衬底；
[0021]S4)在复合缓冲层的衬底上沉积窗口层，得到复合窗口层的衬底；
[0022]S5)在所述复合窗口层的衬底上沉积中间复合层，得到复合中间复合层的衬底；
[0023]S6)在所述复合中间复合层的衬底上制备空穴传输层，得到复合空穴传输层的衬底；
[0024]S7)在所述复合空穴传输层的衬底上制备钙钛矿吸收层，得到复合钙钛矿吸收层的衬底；
[0025]S8)在所述复合钙钛矿吸收层的衬底上蒸镀电子传输层，得到复合电子传输层的衬底；
[0026]S9)在所述复合电子传输层的衬底上沉积导电电极，得到柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池。
[0027]本专利技术提供一种柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池，包括依次设置的衬底、背电极、硒化锑吸收层、缓冲层、窗口层、中间复合层、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层与导电电极；所述中间复合层的材料选自氧化钼、氧化铟锡、氧化锌、掺铝氧化锌、氧化锡与C60中的一种或多种。与现有技术相比，本专利技术将多个带隙不同的光吸收剂组成多结太阳能电池，不仅可以拓宽太阳光谱的利用范围，同时可以降低光生载流子的热驰豫损失，进而提高了太阳能电池的光电转换效率。
[0028]实验表明，本专利技术制备的柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池拓宽了钙钛矿电池的光谱吸收范围，吸收范围从350～750nm拓宽至350～1050nm；提高了光电转换效率，光电转换效率从16％提升至18.5％。
附图说明
[0029]图1为本专利技术提供的柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例4样品3制备得到的柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池的EQE图谱。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例，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。
[0032]本专利技术提供了一种柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池，包括依次设置的衬底、背电极、硒化锑吸收层、缓冲层、窗口层、中间复合层、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层与导电电极；所述衬底为柔性衬底；所述中间复合层的材料选自氧化钼、氧化铟锡、氧化锌、掺铝氧化锌、氧化锡与C60中的一种或多种。
[0033]参见图1，图1为本专利技术提供的柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池的结构示意图；其中1为衬底，2为背电极，3为硒化锑吸收层，4为缓冲层，5为窗口层，6为中间复合层，7为空穴传输层，8为钙钛矿吸收层，9为电子传输层，10为导电电极。
[0034]其中，所述衬底为本领域技术人员熟知的柔性衬底即可，并无特殊的限制，本专利技术中优选为金属箔，更优选为不锈钢箔；所述衬底的厚度优选为0.1～0.3mm。
[0035]所述衬底上设置有背电极；所述背电极为技术人员熟知的背电极即可，并无特殊的限制，在本专利技术中优选为金属钼；所述背电极的厚度优选为600～1000nm；在本专利技术提供的实施例中，所述背电极的厚度具体为600nm、700nm、800nm、900nm、910nm、920nm、950nm或1000nm。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，包括依次设置的衬底、背电极、硒化锑吸收层、缓冲层、窗口层、中间复合层、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层与导电电极；所述衬底为柔性衬底；所述中间复合层的材料选自氧化钼、氧化铟锡、氧化锌、掺铝氧化锌、氧化锡与C60中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述硒化锑吸收层的厚度为100～300nm。3.根据权利要求1所述的柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述缓冲层的厚度为10～60nm；所述缓冲层的材料选自硫化镉、硫化锌与硫化铟中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述窗口层的厚度为80～1000nm；所述窗口层的材料选自氧化锌和/或掺铝氧化锌。5.根据权利要求1所述的柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述中间复合层的厚度为10～120nm。6.根据权利要求1所述的柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层的厚度为10～200nm；所述空穴传输层的材料选自PTAA、spiro
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oMeTAD、PEDOT:PSS、氧化镍或CuSCN。7.根据权利要求1所述的柔性硒化锑/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸收层的厚度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梦洁，赵志国，赵东明，秦校军，丁坤，刘家梁，熊继光，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：