钙钛矿光电器件的钒基电极及利用其制备的钙钛矿光电器件制造技术

本申请涉及钙钛矿光电器件的背电极技术领域，尤其是钙钛矿光电器件的钒基电极及利用其制备的钙钛矿光电器件。钙钛矿光电器件的钒基电极，是通过磁控溅射形成于钙钛矿光电器件背面的钒电极或者钒+纯金属/合金复合结构电极；所述钒电极或者钒合金电极适用于含有钙钛矿层的光电器件。本申请使用在钙钛矿光伏器件上制备钒金属或者钒

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿光电器件的钒基电极及利用其制备的钙钛矿光电器件


[0001]本申请涉及钙钛矿光电器件的背电极
，尤其是涉及钙钛矿光电器件的钒基电极及利用其制备的钙钛矿光电器件。

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。但是当前的钙钛矿器件的稳定性一直备受困扰。其中，影响钙钛矿器件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（如Cu电极或者Ag电极）会与钙钛矿层发生反应导致降解破坏其结构稳定性。为此，本申请提供制造一种耐腐蚀的钒基电极，相对于单纯的铜电极或者银电极，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钒基电极及利用其制备的钙钛矿光电器件。
[0004]第一方面，本申请提供的钙钛矿光电器件的钒基电极，是通过以下技术方案得以实现的：钙钛矿光电器件的钒基电极形成于钙钛矿光电器件背面的钒电极。
[0005]优选的，所述用于钙钛矿光电器件的电极材料中钒金属电极制备方法如下：通过磁控溅射设备进行镀膜生产钒金属电极，磁控溅射参数如下：钒靶的溅射电流为0.10
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0.20A，Ar气流量控制在10
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20 sccm，沉积时间为10
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60min。
[0006]钙钛矿光电器件的钒基电极为钒+纯金属/合金复合结构电极。
[0007]优选的，所述钒+纯金属/合金复合结构电极中的纯金属为铜、铝、银中的一种；所述钒+纯金属/合金复合结构电极中的合金为铜、铝银中的至少两种。
[0008]优选的，所述钒+纯金属/合金复合结构电极中的钒金属先形成于钙钛矿光电器件背面，钒+纯金属/合金复合结构电极中的纯金属或者合金形成于钒金属表面。
[0009]钙钛矿光电器件的钒基电极是形成于钙钛矿光电器件背面的钒/M/钒结构电极；所述M为铜、铝、银中的至少一种。
[0010]本申请中的电极材料相对于单纯的铜电极或者银电极，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。且本申请中的钒基电极制备专利技术方法简单，原料储存丰富，且与现有技术相比，本专利技术具有方法简单、实用、可产业化等优点。
[0011]第二方面，本申请提供的一种利用用于钙钛矿光电器件的电极材料制备的钙钛矿光电器件，是通过以下技术方案得以实现的：一种利用用于钙钛矿光电器件的电极材料制备的钙钛矿光电器件结构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、用于钙钛矿光电器件的电极材料。
[0012]通过采用上述技术方案，可赋予所制备的钙钛矿光电器件较好的使用稳定性能，提升产品的质量稳定性，进而提升产品竞争优势，获得更好的市场前景。
[0013]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中的至少一种；所述第二界面层为PCBM、C
60
、SnO2、酞菁铜、P3HT中的至少一种；所述背电极层为用于钙钛矿光电器件的电极材料。
[0014]优选的，所述的钙钛矿太阳能电池结构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、钒基电极层。
[0015]优选的，一种利用用于钙钛矿光电器件的电极材料制备的钙钛矿光电器件制备方法如下：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和纳米氧化铝修饰层，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钙钛矿薄膜；S4，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；S5，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；S6，在缓冲层上表面通过磁控溅射工艺制备用于钙钛矿光电器件的电极材料，得成品钙钛矿太阳能电池。
[0016]本申请中钙钛矿光电器件制备方法相对简单，便于批量化生产制造。
[0017]综上所述，本申请具有以下优点：1、本申请使用在钙钛矿光伏器件上制备钒金属或者钒
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铜等多层复合结构，生成一种钒基电极，提升了钙钛矿光伏器件的稳定性，降低了钙钛矿光伏器件的成本，为其大规模量产创造了更多的可能。
[0018]2、本申请中的钒基电极制备专利技术方法简单，原料储存丰富，且与现有技术相比，本专利技术具有方法简单、实用、可产业化等优点。
附图说明
[0019]图1是本申请中实施例1的整体结构示意图。
[0020]图2是本申请中实施例2的整体结构示意图。
[0021]图3是本申请中实施例3的整体结构示意图。
[0022]图4是本申请中实施例1中钙钛矿钒基电极器件结构电镜扫描图。
[0023]图5是直接在玻璃衬底上制得的钒薄膜厚度、导电性和功率的对应图。
[0024]图6是将钒、铜和银薄膜泡入钙钛矿溶液中，钒、铜和银薄膜浸泡0h、75h、200h的观测状态展示图。
[0025]图7是直接在玻璃衬底上制得的钒薄膜、铜薄膜、银薄膜置于钙钛矿溶液200h后取出观测直接在玻璃衬底上制得的钒薄膜、铜薄膜、银薄膜的展示图。
[0026]图8是实施例1中制备的钙钛矿光伏器件和银电极制钙钛矿光伏器件的JV曲线对比图。
[0027]图9是实施例1中制备的钙钛矿光伏器件和银电极制钙钛矿光伏器件在空气中85℃加热老化的效率对比图。
[0028]图10 是实施例1中制备的钙钛矿光伏器件和银电极制钙钛矿光伏器件的JV曲线对比图。
[0029]图11 是实施例1中制备的钙钛矿光伏器件和银电极制钙钛矿光伏器件在空气中热老化的效率对比图。
[0030]图12是是实施例1中制备的钙钛矿光伏器件和银电极制钙钛矿光伏器件在空气中热老化的外观（正反面）对比图。
实施方式
[0031]以下结合对比例和实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
[0032]实施例1：本申请公开的钙钛矿光电器件的钒基电极是形成于钙钛矿光电器件背面的钒电极。用于钙钛矿光电器件的电极材料中钒金属电极制备方法如下：通过磁控溅射设备进行镀膜生产钒金属电极，磁控溅射参数如下：钒靶的溅射电流为0.10
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0.20A，Ar气流量控制在10
‑
20 sccm，沉积时间为10
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60min。
[0033]参见图1，一种利用用于钙钛矿光电器件的电极材料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、钒金属电极。
[0034]透明电极层为铟锡氧化物ITO或者氟掺杂氧化锡FTO。
[0035]第一界面层为PTAA、NiO、P3HT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钙钛矿光电器件的钒基电极，其特征在于：所述用于钙钛矿光电器件的电极材料是形成于钙钛矿光电器件背面的钒电极。2.钙钛矿光电器件的钒基电极，其特征在于：所述用于钙钛矿光电器件的电极材料为钒+纯金属/合金复合结构电极。3.根据权利要求2所述的钙钛矿光电器件的钒基电极，其特征在于：所述钒+纯金属/合金复合结构电极中的纯金属为铜、铝、银中的一种；所述钒+纯金属/合金复合结构电极中的合金为铜、铝、银中的至少两种。4.根据权利要求2所述的钙钛矿光电器件的钒基电极，其特征在于：所述钒+纯金属/合金复合结构电极中的钒金属先形成于钙钛矿光电器件背面，钒+纯金属/合金复合结构电极中的纯金属或者合金形成于钒金属表面。5.钙钛矿光电器件的钒基电极，其特征在于：所述用于钙钛矿光电器件的电极材料是形成于钙钛矿光电器件背面的钒/M/钒结构电极；所述M为铜、铝银中的至少一种。6.权利要求1
‑
5中任一项所述的钙钛矿光电器件的钒基电极，其特征在于：所述用于钙钛矿光电器件的电极材料中钒金属电极制备方法如下：通过磁控溅射设备进行镀膜生产钒金属电极，磁控溅射参数如下：钒靶的溅射电流为0.10
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0.20A，Ar气流量控制在10
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20 sccm，沉积时间为10
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60min。7.一种利用权利要求1
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5中任一项所述的用于钙钛矿光电器件的电极材料制备的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述的钙钛矿太阳能电池结构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...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴绍航，麦耀华，刘冲，刘亮，
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：