光电器件及其应用、光伏组件和光伏系统技术方案

本申请涉及光电转换技术领域，特别是涉及一种光电器件及其应用、光伏组件和光伏系统。不仅可以提升光电器件作为太阳能电池时的光电转换效率，还可以同步提升其用作发光二极管时的发光效率，具有较强的实际应用价值。一种光电器件，包括：钙钛矿材料层；其中，钙钛矿材料层的材料包括：至少两种混合维度的钙钛矿混合材料；在光电器件中，在预设波长的光照射下，钙钛矿材料层作为吸收层用于发电，在通电条件下，钙钛矿材料层作为发光层用于发光。钙钛矿材料层作为发光层用于发光。钙钛矿材料层作为发光层用于发光。

【技术实现步骤摘要】
光电器件及其应用、光伏组件和光伏系统


[0001]本申请涉及光电转换
，特别是涉及一种光电器件及其应用、光伏组件和光伏系统。

技术介绍

[0002]有机
‑
无机杂化钙钛矿材料由于其直接带隙、高载流子迁移率、带隙易调节，低缺陷密度等优异的光电特性，被广泛的应用于太阳能电池、发光二极管、光电探测器、激光器等光电器件中。其中钙钛矿太阳能电池和发光二极管具有相同的器件结构(如正极、空穴传输层、钙钛矿材料层、电子传输层和负极的层叠结构等)。
[0003]在相关技术中，在制备钙钛矿太阳能电池时，钙钛矿材料层吸收太阳光，并把光能转换成电能，而在制备发光二极管时，钙钛矿材料层则是把电能转换成光能，这两者分别是两个相反的过程，对钙钛矿材料层的材料的光电特性的要求有所不同，这就导致无法同时制备得到发光和发电性能均较佳的太阳能电池和发光二极管一体化结构。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请提供一种光电器件及其应用、光伏组件和光伏系统，不仅可以提升光电器件作为太阳能电池时的光电转换效率，还可以同步提升其用作发光二极管时的发光效率，具有较强的实际应用价值。
[0005]第一方面，提供一种光电器件，包括：钙钛矿材料层；
[0006]其中，钙钛矿材料层的材料包括：至少两种维度的钙钛矿材料；
[0007]在光电器件中，在预设波长的光照射下，钙钛矿材料层作为吸收层用于发电，在通电条件下，钙钛矿材料层作为发光层用于发光。
[0008]可选地，钙钛矿材料层的材料包括：零维钙钛矿材料、一维钙钛矿材料、二维钙钛矿材料和三维钙钛矿材料中的至少两种钙钛矿材料；
[0009]和/或，
[0010]所述钙钛矿材料层的厚度为100～1000nm。
[0011]可选地，钙钛矿材料层的材料包括：m维钙钛矿材料和n维钙钛矿材料；
[0012]其中，m为0～2中的任一个，n为1～3中的任一个，且m小于n；
[0013]m维钙钛矿材料的物质的量小于n维钙钛矿材料的物质的量。
[0014]可选地，钙钛矿材料层的材料包括：u维钙钛矿材料、v维钙钛矿材料和w维钙钛矿材料；
[0015]其中，u为0～1中的任一个，v为1～2中的任一个，w为2～3中的任一个，且u小于v，v小于w；
[0016]且在钙钛矿材料层中，u维钙钛矿材料的物质的量小于v维钙钛矿材料的物质的量，v维钙钛矿材料的物质的量小于w维钙钛矿材料的物质的量。
[0017]可选地，钙钛矿材料层的材料包括：零维钙钛矿材料、一维钙钛矿材料、二维钙钛
矿材料和三维钙钛矿材料；
[0018]在钙钛矿材料层中，零维钙钛矿材料的物质的量小于一维钙钛矿材料的物质的量、一维钙钛矿材料的物质的量小于二维钙钛矿材料的物质的量、二维钙钛矿材料的物质的量小于三维钙钛矿材料的物质的量。
[0019]所述零维钙钛矿材料的通式为MBX3，所述一维钙钛矿材料的通式为LBX3，所述二维钙钛矿材料的通式为L2M
y
‑1B
y
X
3y+1
、LM
y
‑1B
y
X
3y+1
或LM
y
B
y
X
3y+1
，所述三维钙钛矿材料的通式为MBX3；
[0020]其中，在所述零维钙钛矿材料、所述一维钙钛矿材料、所述二维钙钛矿材料的通式中，M选自甲胺、甲脒、乙脒、铯离子和铷离子中的一种或多种；B分别独立地选自铅离子、锡离子、铜离子和锗离子中的一种或多种；X分别独立地选自为F
‑
、I
‑
、Br
‑
、Cl
‑
、BF4‑
、PF6‑
和SCN
‑
中的一种或多种；L分别独立地选自苯乙胺，氟代苯乙胺、乙二胺、胍和苯甲眯中的一种或多种，y为大于1的整数。
[0021]可选地，在所述钙钛矿材料层中，低维钙钛矿材料分散于高维钙钛矿材料中；或者
[0022]钙钛矿材料层包括沿从底电极到顶电极的指向方向层叠设置的多个子层；
[0023]沿逐渐远离所述底电极的方向，多个所述子层所包含的钙钛矿材料的维度递减。
[0024]可选地，所述多个子层包括第一子层和第二子层，所述第一子层的材料包括高维钙钛矿材料，所述第二子层的材料包括低维钙钛矿材料；
[0025]其中，高维钙钛矿材料是至少两种维度的钙钛矿材料中维度最高的钙钛矿材料，低维钙钛矿材料是至少两个维度的钙钛矿材料中除维度最高的钙钛矿材料以外的其余维度的钙钛矿材料。
[0026]可选地，光电器件还包括：电子传输层和/或空穴传输层；
[0027]其中，电子传输层的材料包括：TiO2、ZnO2、SnO2、C60和PCBM中的一种或多种；
[0028]空穴传输层的材料包括：Spiro
‑
OMeTAD、PEDOT:PSS、P3HT、PTAA、自组装材料(如2PACz([2
‑
(9H
‑
咔唑
‑9‑
基)乙基]膦酸)、MeO
‑
2PACz和MeO
‑
4PACz)和NiO
x
中的一种或多种；
[0029]可选地，电子传输层和空穴传输层的厚度分别独立地为10～600nm。
[0030]可选地，光电器件还包括：第一透明电极和第二透明电极；
[0031]钙钛矿吸收层、以及电子传输层和/或空穴传输层设置于第一透明电极和第二透明电极之间；
[0032]可选地，第一透明电极的材料包括：FTO、ITO、PEN、PET和导电金属中的一种或多种；第二透明电极的材料包括：Ag、Cu、Al、Au、ITO、FTO、纳米银线、PEDOT：PSS和碳材料中的一种或多种；
[0033]可选地，第一透明电极为透明基底层，透明基底层为柔性基底或刚性基底。
[0034]第二方面，提供一种光伏组件，包括：多个串联和/或并联连接的光电器件；
[0035]至少一个光电器件为如第一方面所述的光电器件。
[0036]第三方面，提供一种储能系统，包括：
[0037]如第二方面所述的光伏组件；以及
[0038]储能模块，储能模块与光伏组件电连接；储能模块用于在光伏组件发电时，对光伏组件发电产生的电能进行存储，以及对光伏组件进行供电，使光伏组件发光。
[0039]可选地，储能系统还包括：控制装置；
[0040]控制装置分别与光伏组件和储能模块电连接，用于对光伏组件进行发电或发光进行控制，以及对储能模块向光伏组件供电和停止供电进行控制。
[0041]第四方面，提供一种如第一方面所述的光电器件作为发电发光一体化器件的应用。
[0042]上述的光电器件及其应用、光伏组件和光伏系统的有益效果如下：
[0043本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电器件，其特征在于，包括：钙钛矿材料层；其中，所述钙钛矿材料层的材料包括：至少两种维度的钙钛矿材料；在所述光电器件中，在预设波长的光照射下，所述钙钛矿材料层作为光吸收层用于发电，在通电条件下，所述钙钛矿材料层作为发光层用于发光。2.根据权利要求1所述的光电器件，其特征在于，所述钙钛矿材料层的材料包括：零维钙钛矿材料、一维钙钛矿材料、二维钙钛矿材料和三维钙钛矿材料中的至少两种钙钛矿材料；和/或，所述钙钛矿材料层的厚度为100～1000nm。3.根据权利要求2所述的光电器件，其特征在于，所述钙钛矿材料层的材料包括：m维钙钛矿材料和n维钙钛矿材料；其中，m为0～2中的任一个，n为1～3中的任一个，且m小于n；在所述钙钛矿材料层中，所述m维钙钛矿材料的物质的量小于所述n维钙钛矿材料的物质的量。4.根据权利要求2所述的光电器件，其特征在于，所述钙钛矿材料层的材料包括：u维钙钛矿材料、v维钙钛矿材料和w维钙钛矿材料；其中，u为0～1中的任一个，v为1～2中的任一个，w为2～3中的任一个，且u小于v，v小于w；且在所述钙钛矿材料层中，所述u维钙钛矿材料的物质的量小于所述v维钙钛矿材料的物质的量，所述v维钙钛矿材料的物质的量小于所述w维钙钛矿材料的物质的量。5.根据权利要求2所述的光电器件，其特征在于，所述钙钛矿材料层的材料包括：零维钙钛矿材料、一维钙钛矿材料、二维钙钛矿材料和三维钙钛矿材料；其中，在所述钙钛矿材料层中，所述零维钙钛矿材料的物质的量小于一维钙钛矿材料的物质的量、所述一维钙钛矿材料的物质的量小于所述二维钙钛矿材料的物质的量，所述二维钙钛矿材料的物质的量小于所述三维钙钛矿材料的物质的量。6.根据权利要求2～5任一项所述的光电器件，其特征在于，所述零维钙钛矿材料的通式为MBX3，所述一维钙钛矿材料的通式为LBX3，所述二维钙钛矿材料的通式为L2M
y
‑1B
y
X
3y+1
、LM
y
‑1B
y
X
3y+1
或LM
y
B
y
X
3y+1
，所述三维钙钛矿材料的通式为MBX3；其中，在所述零维钙钛矿材料、所述一维钙钛矿材料、所述二维钙钛矿材料的通式中，M选自甲胺、甲脒、乙脒、铯离子和铷离子中的一种或多种；B分别独立地选自铅离子、锡离子、铜离子和锗离子中的一种或多种；X分别独立地选自为F<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳汶，曾海鹏，张学玲，冯志强，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：