钙钛矿光电器件的合金电极制造技术

本申请涉及钙钛矿电池的背电极技术领域，尤其是钙钛矿光电器件的合金电极。钙钛矿光电器件的合金电极，是通过磁控溅射形成于的铜合金电极；所述钙钛矿光电器件的合金电极适用于含有钙钛矿层的太阳能电池；所述铜合金电极是由铜和改性金属制得；所述改性金属为W，Ni，Ti中的至少一种。本申请使用磁控溅射法在钙钛矿电池上共溅射两种金属，生成一种合金电极，提升了钙钛矿电池的稳定性，降低了钙钛矿太阳能电池的成本，为其大规模量产创造了更多的可能。本申请中的合金电极制备发明专利技术方法简单，原料储存丰富。与现有技术相比，本发明专利技术具有方法简单、实用、可产业化等优点。可产业化等优点。可产业化等优点。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿光电器件的合金电极


[0001]本申请涉及钙钛矿电池的背电极
，尤其是涉及钙钛矿光电器件的合金电极。

技术介绍

[0002]钙钛矿材料具有优秀的光电特性，钙钛矿太阳能电池具有广阔的应用前景，但是钙钛矿材料的稳定性一直备受困扰。影响钙钛矿材料稳定性的一个重要因素就是钙钛矿太阳能电池中的金属背电极会与钙钛矿层发生反应导致降解。通过制造一种耐腐蚀的铜合金电极，相对于单纯的铜电极或者Ag电极，可以减缓钙钛矿层和电极层之间的反应，可以增强钙钛矿太阳能的稳定性。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本申请提供了钙钛矿光电器件的合金电极。
[0004]本申请提供的钙钛矿光电器件的合金电极是通过以下技术方案得以实现的：钙钛矿光电器件的合金电极，是通过磁控溅射形成于的铜合金电极；所述钙钛矿光电器件的合金电极适用于含有钙钛矿层的太阳能电池；所述铜合金电极是由铜和改性金属制得；所述改性金属为W，Ni，Ti中的至少一种。
[0005]通过采用上述技术方案，本申请使用磁控溅射法在钙钛矿电池上共溅射两种金属，生成一种合金电极，提升了钙钛矿电池的稳定性，降低了钙钛矿太阳能电池的成本，为其大规模量产创造了更多的可能。与目前普遍采用Ag电极和Cu电极器件相比，本申请中的铜合金器件成本低廉，稳定性更好，器件转化效率与标准器件相差不大。同时，此种合金电极制备专利技术方法简单，原料储存丰富。与现有技术相比，本专利技术具有方法简单、实用、可产业化等优点。
[0006]优选的，所述铜合金电极中铜含量在51
‑
99.9%，改性金属含量在0.1
‑
49%。
[0007]优选的，当所述改性金属为镍，则所述铜合金电极为铜
‑
镍合金电极，铜含量在51
‑
99.9%。
[0008]优选的，当所述改性金属为钨，则所述铜合金电极为铜
‑
钨合金电极电极，铜含量在51
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99.9%。
[0009]优选的，当所述改性金属为钛，则所述铜合金电极为铜
‑
钛合金电极，铜含量在51
‑
99.9%。
[0010]优选的，当所述改性金属为镍和钛，则所述铜合金电极为铜
‑
镍
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钛合金电极，铜含量在51
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99.8%，镍含量在0.1
‑
24.5 %，钛含量在0.1
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24.5 %。
[0011]优选的，当所述改性金属为镍和钨，则所述铜合金电极为铜
‑
镍
‑
钨合金电极，铜含量在51
‑
99.8%，镍含量0.1
‑
24.5%，钨含量在0.1
‑
24.5%。
[0012]当所述改性金属为钛和钨，则所述铜合金电极为铜
‑
钛
‑
钨合金电极，铜含量在51
‑
99.8%，钛含量在0.1
‑
24.5%，钨含量在0.1
‑
24.5%；
优选的，当所述改性金属为镍、钛、钨，则所述铜合金电极为铜
‑
镍
‑
钛
‑
钨合金电极，铜含量在51
‑
99.7%，钛含量在0.1
‑
16.3%，钨含量在0.1
‑
16.3%、镍含量在0.1
‑
16.3%。
[0013]优选的，所述钙钛矿光电器件的合金电极的制备方法，如下：通过磁控溅射设备，共溅射铜和改性金属，将铜和改性金属共同沉积在玻璃基板上，其中，铜靶的溅射电流为0.10
‑
0.20A，Ar气流量控制在10
‑
20，镍靶的溅射电流维持在0.01
‑
0.04A，Ar气流量控制在10
‑
20，溅射时间是10
‑
20min。
[0014]本申请提供的一种利用钙钛矿光电器件的合金电极制备的钙钛矿太阳能电池，是通过以下技术方案得以实现的：一种利用钙钛矿光电器件的合金电极制备的钙钛矿太阳能电池，包括依次堆叠的基底、透明电极层、第一界面层、纳米颗粒修饰层、钙钛矿薄膜层、第二界面层、缓冲层、钙钛矿光电器件的合金电极层组成。
[0015]通过采用上述技术方案，本申请使用磁控溅射法在钙钛矿电池上共溅射两种金属，生成一种合金电极，提升了钙钛矿电池的稳定性，降低了钙钛矿太阳能电池的成本，为其大规模量产创造了更多的可能。
[0016]优选的，所述透明电极层为铟锡氧化物ITO或者氟掺杂氧化锡FTO；所述第一界面层为PTAA、NiO、P3HT、SnO2、TiO2中的一种；所述第二界面层为PCBM、C
60
、SnO2、酞菁铜、P3HT中的一种；所述背电极层为ITO、Ag、Cu中的一种或者ITO、Ag、Cu形成的复合电极；所述纳米颗粒修饰层中的纳米颗粒为氧化铝、氧化铪、氧化锆、氧化钛、氧化锡、氧化镍中的一种或多种组合。
[0017]优选的，包括依次堆叠的玻璃基底、透明ITO薄膜层、PTAA薄膜层、纳米氧化铝修饰层、钙钛矿薄膜层、C60电子传输层、SnO2缓冲层、钙钛矿光电器件的合金电极层组成。
[0018]优选的，利用钙钛矿光电器件的合金电极制备的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：S1，在玻璃基底上气相沉积形成透明电极层；S2，在透明电极层的上表面采用旋涂的方式制备第一界面层，即空穴传输层；S3，在空穴传输层的上表面采用旋涂的方式制备纳米颗粒修饰层，形成纳米颗粒层膜基底；S4，在纳米颗粒层膜基底上通过气相沉积和溶液工艺相结合的方式沉积钙钛矿薄膜；S5，在钙钛矿薄膜上表面采用旋涂的方式制备第二界面层，即电子传输层；S6，在电子传输层上表面通过旋涂的方式制备缓冲层，缓冲层的作用是优化PCBM和电极的接触；S7，在缓冲层上表面通过热磁控溅射的方式制备上铜镍合金背电极层，得成品钙钛矿太阳能电池。
[0019]通过采用上述技术方案，与目前普遍采用Ag电极和Cu电极器件相比，铜合金器件成本低廉，稳定性更好，器件转化效率与标准器件相差不大。同时，此种合金电极制备专利技术方法简单，原料储存丰富。与现有技术相比，本专利技术具有方法简单、实用、可产业化等优点。
[0020]优选的，所述S7，在缓冲层上表面通过热磁控溅射的方式制备上铜镍合金背电极层，通过磁控溅射设备，共溅射铜和镍金属，将铜和镍金属共同沉积在玻璃基板上，其中，铜靶的溅射电流为0.20A，Ar气流量控制在20，镍靶的溅射电流维持在0.01A，Ar气流量控制在10，溅射时间是10min，得成品钙钛矿太阳能电池。
[0021]综上所述，本申请具有以下优点：1、本申请使用磁控溅射法在钙钛矿电池上共溅射两种金属，生成一种合金电极，提升了钙钛矿电池的稳定性，降低了钙钛矿太阳能电池的成本，为其大规模量产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钙钛矿光电器件的合金电极，其特征在于：所述钙钛矿光电器件的合金电极是通过磁控溅射形成于的铜合金电极；所述钙钛矿光电器件的合金电极适用于含有钙钛矿层的太阳能电池；所述铜合金电极是由铜和改性金属制得；所述改性金属为W，Ni，Ti中的至少一种。2.根据权利要求1所述的钙钛矿光电器件的合金电极，其特征在于：所述铜合金电极中铜含量在51
‑
99.9%，改性金属含量在0.1
‑
49%。3.根据权利要求1所述的钙钛矿光电器件的合金电极，其特征在于：当所述改性金属为镍，则所述铜合金电极为铜
‑
镍合金电极，铜含量在51
‑
99.9%；当所述改性金属为钨，则所述铜合金电极为铜
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钨合金电极电极，铜含量在51
‑
99.9%，钨含量在0.1
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49%；当所述改性金属为钛，则所述铜合金电极为铜
‑
钛合金电极，铜含量在51
‑
99.9%，钛含量在0.1
‑
49%；当所述改性金属为镍和钛，则所述铜合金电极为铜
‑
镍
‑
钛合金电极，铜含量在51
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99.8%，镍含量在0.1
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24.5%，钛含量在0.1
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24.5%；当所述改性金属为镍和钨，则所述铜合金电极为铜
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镍
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钨合金电极，铜含量在51
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99.8%，镍含量0.1
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24.5%，钨含量在0.1
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24.5%；当所述改性金属为钛和钨，则所述铜合金电极为铜
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钛
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钨合金电极，铜含量在51
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99.8%，钛含量在0.1
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24.5%，钨含量在0.1
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24.5%；当所述改性金属为镍、钛、钨，则所述铜合金电极为铜
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镍
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钛
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钨合金电极，铜含量在51
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99.7%，钛含量在0.1
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16.3%，钨含量在0.1
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16.3%、镍含量在0.1
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16.3%。4.根据权利要求1所述的钙钛矿光电器件的合金电极，其特征在于：所述钙钛矿光电器件的合金电极的制备方法，如下：通过磁控溅射设备，共溅射铜和改性金属，将铜和改性金属共同沉积在玻璃基板上，其中，铜靶的溅射电流为0.10
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴绍航，麦耀华，刘亮，刘冲，
申请(专利权)人：广东脉络能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：