一种太阳能电池及其制备方法技术

本申请公开了一种太阳能电池，包括依次层叠设置的导电衬底、第一载流子传输层、钙钛矿吸收层、第二载流子传输层以及电极层，在所述钙钛矿吸收层中包括湮灭剂和钙钛矿材料，且所述湮灭剂位于所述钙钛矿材料的晶界处；所述钙钛矿材料的LUMO能级低于所述湮灭剂的LUMO能级。本申请还提供一种太阳能电池的制备方法。本申请提供的太阳能电池，所述钙钛矿吸收层中包括湮灭剂和钙钛矿材料，由于所述湮灭剂位于所述钙钛矿材料中的晶界处，因此可以增大钙钛矿材料和湮灭剂的接触面积，促进激发态电子在晶界间的传递，提高电荷抽取效率，最终提升钙钛矿材料与湮灭剂的三重激发态能量转换效率，从而提高所述太阳能电池的能量转换效率。从而提高所述太阳能电池的能量转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池及其制备方法


[0001]本申请涉及太阳能电池
，具体涉及一种太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来人们对于能源和环境问题的重视，有机无机杂化钙钛矿受到了越来越多的关注。钙钛矿作为一种兼具了有机组分和无机组分优点的材料，在光伏发电、发光、铁电、光探测器等领域有着很好的应用前景。随着有机
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无机杂化钙钛矿电池的飞速发展，其效率从2009年的3.8％，提高到近些年的25.5％。为了进一步提高光电转换效率，不受肖特基极限限制，有机上转换发光材料被应用于钙钛矿太阳电池中。上转换发光，即反
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斯托克斯发光(Anti
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Stokes)，指的是材料受到低能量的光激发，发射出高能量的光，即经波长长、频率低的光激发，材料发射出波长短、频率高的光。典型的有机上转换体系材料包含有机金属化合物的给体材料(光敏剂)和包含π共轭体系的有机分子受体材料(湮灭剂)。三重态是一种激发量子态，存在大多数有机分子中，是不配对的具有相同自旋态的电子共存状态。三重态
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三重态湮灭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠设置的导电衬底、第一载流子传输层、钙钛矿吸收层、第二载流子传输层以及电极层，在所述钙钛矿吸收层中包括湮灭剂和钙钛矿材料，且所述湮灭剂位于所述钙钛矿材料的晶界处；所述钙钛矿材料的LUMO能级低于所述湮灭剂的LUMO能级。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿材料与所述湮灭剂的摩尔质量比为25
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500：1。3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸收层中还掺杂有发射体，所述发射体的LUMO能级等于或小于所述湮灭剂的LUMO能级。4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述发射体与所述湮灭剂的质量比为0.005
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0.05:1；所述发射体为有机荧光材料，所述有机荧光材料为二苯并四苯基过环蒽或2,8
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二叔丁基
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5,11
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双(4
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叔丁基苯基)
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6,12
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二苯基并四苯。5.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述湮灭剂为红荧烯或其衍生物。6.根据权利要求5中所述的太阳能电池，其特征在于，所述湮灭剂为红荧烯衍生物，其结构如下所示：其中，各R1、R2、R3、R4、R5和R6相同或不同，且各自独立地选自路易斯酸基团和/或路易斯碱基团；n1、n2、n3、n4、n5和n6分别表示R1、R2、R3、R4、R5和R6的个数；n1选自0、1、2、3、4或5，当n1大于1时，任意两个R1相同或者不相同；n2选自0、1、2、3、4或5，当n2大于1时，任意两个R2相同或者不相同；n3选自0、1、2、3或4，当n3大于1时，任意两个R3相同或者不相同；n4选自0、1、2、3、4或5，当n4大于1时，任意两个R4相同或者不相同；n5选自0、1、2、3、4或5，当n5大于1时，任意两个R5相同或者不相同；n6选自0、1、2、3或4，当n6大于1时，任意两个R6相同或者不相同；n1+n2+n3+n4+n5+n6≥1。7.根据权利要求6中所述的太阳能电池，其特征在于，所述路易斯酸基团包括碳原子数为6
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30的取代或未取代的芳基、碳原子数为1
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30的取代或未取代的烷基、碳原子数为2
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10的取代或未取代的烯基、碳原子数为2
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10的取代或未取代的炔基；所述路易斯碱基团包括卤素基团、氰基、碳原子为1
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30的卤代烷基、羟基、羧基、氨基、巯基、碳原子数为1
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30的烷氧基、碳原子数为6
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30的取代或未取代的杂芳基；
其中，所述路易斯酸基团和路易斯碱基团中的取代基各自独立地选自卤素基团、碳原子数为1
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10的烷基、碳原子数为1
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10的烯基、碳原子数为1
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10的炔基、氰基、羟基、羧基、胺基、巯基、碳原子数为1
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10的烷氧基和碳原子数为1
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10的卤代烷基中的一种或几种。8.根据权利要求6中所述的太阳能电池，其特征在于，所述路易斯酸基团包括碳原子数为6
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10的取代或未取代的芳基、碳原子数为1
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10的取代或未取代的烷基、碳原子数为2
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8的取代或未取代的烯基、碳原子数为2
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4的取代或未取代的炔基；所述路易斯碱基团包括氟、氯、溴、碘、氰基、碳原子为1
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘童，解俊杰，徐琛，吴兆，李子峰，孙朱行，
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：