二维钙钛矿光伏电池光吸收性能的调控方法及光伏器件技术

本发明专利技术属于光伏器件技术领域，公开了一种二维钙钛矿光伏电池光吸收性能的调控方法及光伏器件，结合TiO2的应用背景，设计基于TiO2光子晶体的二维钙钛矿光伏器件，通过TiO2光子晶体结构的设计，调控纳米结构的晶格分布、结构形状以及几何参数，实现对二维钙钛矿光伏电池光吸收性能的调控。本发明专利技术的TiO2光子晶体结构设计方法，通过设计调控纳米结构在空间中的周期排列，结构形状以及几何参数，提高二维钙钛矿的吸光能力；同时使用有限时域差分方法模拟计算含纳米结构TiO2电子传输层二维钙钛矿光伏电池的光吸收特性，验证光子晶体的纳米结构在电池电场强度分布、电池吸收功率、光吸收能力、能量转换效率等方面的显著影响效果。能量转换效率等方面的显著影响效果。能量转换效率等方面的显著影响效果。

【技术实现步骤摘要】
二维钙钛矿光伏电池光吸收性能的调控方法及光伏器件


[0001]本专利技术属于光伏器件
，尤其涉及一种二维钙钛矿光伏电池光吸收性能的调控方法及光伏器件。

技术介绍

[0002]目前，钙钛矿太阳能电池由于其优异的能量转换效率(PCE)和较低的生产成本，已迅速成为光伏领域的研究热点。在各种钙钛矿太阳能电池中，典型的三维钙钛矿基太阳能电池可以提供高PCE，但它们存在严重的不稳定性，限制了其进一步商业化应用。二维钙钛矿是在传统三维钙钛矿上发展而来的，传统的三维钙钛矿结构式为ABX3；其中A为有机阳离子，B为金属阳离子，X为卤素阴离子。其晶体结构可以表示为B和X先形成BX6的正八面体结构，其中X位于正八面体的顶点处，B位于正八面体的体心处，A则位于八个正八面体组成的空位中。通过引入合适尺寸的有机胺阳离子代替三维钙钛矿中部分A位离子，使得原本相邻的无机层被有机胺阳离子层分隔开，即可得到二维钙钛矿。因此二维钙钛矿结构式表示为A
′
m
A
n
‑1B
n
X
3n+1r/>，其中A...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维钙钛矿光伏电池光吸收性能的调控方法，其特征在于，利用基于TiO2光子晶体的二维钙钛矿光伏器件，通过TiO2光子晶体结构的设计，调控纳米结构的晶格分布、结构形状以及几何参数，实现对二维钙钛矿光伏电池光吸收性能的调控。2.如权利要求1所述二维钙钛矿光伏电池光吸收性能的调控方法，其特征在于，二维钙钛矿光伏电池光吸收性能的调控方法包括以下步骤：步骤一，设计TiO2光子晶体结构，分析周期性排列的TiO2纳米结构电子传输层在二维钙钛矿光伏电池中的应用；步骤二，设计调控纳米结构在空间中的周期排列、结构形状以及几何参数；步骤三，使用有限时域差分方法模拟计算含纳米结构TiO2电子传输层二维钙钛矿光伏电池的光吸收特性；步骤四，验证光子晶体的纳米结构在电池电场强度分布、电池吸收功率、光吸收能力和能量转换效率方面的影响效果。3.一种实施如权利要求1～2任意一项所述调控方法的二维钙钛矿光伏器件，其特征在于，二维钙钛矿光伏器件以氧化铟锡作为前电极，二氧化钛作为电子传输层，二维钙钛矿作为光伏吸收层，2,2',7,7'
‑
四[N,N
‑
二(4
‑
甲氧基苯基)氨基]
‑
9,9'
‑
螺二芴作为空穴传输层，金作为后电极。4.如权利要求3所述二维钙钛矿光伏器件，其特征在于，二维钙钛矿结构式表示为A
′
m
A
n
‑1B
n
X
3n+1
，其中A
′
位点为有机间隔阳离子，n表示无机层的层数；根据无机层的堆叠方式不同分为RP相、DJ相、单双胺配体交替排列相和混合有机配体相。5.如权利要求4所述二维钙钛矿光伏器件，其特征在于，RP相的结构式为A
′...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃，任静娜，司浩楠，廖庆亮，赵璇，关昊辰，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：