System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind()
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及太阳能电池,特别涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、金属卤化物钙钛矿太阳能电池是如今理论上效率可以超越硅晶材料电池且成本低于硅晶材料电池的新发现,标志着钙钛矿太阳能电池成为下一代光伏发电的焦点。
2、最近,单结钙钛矿太阳能电池的功率转换效率认证超过了26%,接近于商用硅太阳能电池的水平(26.7%)。为了提高光电转换效率,越来越多的研究人员深入研究了全钙钛矿叠层太阳能电池。而窄带隙钙钛矿太阳能电池被选作顶部电池,因此,追求窄带隙钙钛矿太阳能电池的高效率和稳定性成为全钙钛矿叠层太阳能电池技术发展的关键。然而,顶部窄带隙钙钛矿太阳能电池常用的空穴传输层影响钙钛矿吸光层的稳定性,限制了高效性与稳定性。易分解的强酸性底界面严重影响后续薄膜沉积的有序性和均匀性,导致全钙钛矿叠层电池的填充因子较低,特别是在叠层器件中这一现象更为明显。
3、相对于其他的空穴传输层,窄带隙锡铅混合钙钛矿太阳能电池通常依靠聚(3,4-乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(即pedot:pss)作为空穴传输层来实现高光电转换效率。然而,依赖pedot:pss作为空穴传输层是一把双刃剑:尽管它增强了光电转换效率,但它破坏了设备的稳定性,并为潜在的商业化提出了挑战,因为pedot:pss中磺酸基团的强酸性容易与锡铅钙钛矿反应,导致不稳定和分解,这种相互作用在钙钛矿薄膜形成过程中导致有害的界面缺陷,如空位、杂质缺陷、大量的晶界和界面缺陷。这些有害缺陷严重阻碍了空穴提取和载流子传输,影响了光电转换效率进一步的提升和钙钛矿太阳
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法,以解决相关技术中pedot:pss中磺酸基团的强酸性容易与锡铅钙钛矿反应,导致锡铅钙钛矿不稳定和分解,最终影响钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性的问题。
2、第一方面,提供了一种钙钛矿太阳能电池,其包括依次层叠设置的第一导电玻璃层、第一空穴传输层、窄带隙锡铅钙钛矿多晶层、第一电子传输层和第一金属电极层;
3、其中,所述第一空穴传输层为pedot:pss空穴层,且pedot:pss空穴层中掺杂有卤化乙酰胆碱。
4、一些实施例中,所述卤化乙酰胆碱包括氯化乙酰胆碱和溴化乙酰胆碱中的一种或几种。
5、一些实施例中,形成所述第一空穴传输层的pedot:pss溶液中,卤化乙酰胆碱的浓度不高于12mg/ml。
6、一些实施例中,所述第一导电玻璃层包括掺杂铟的二氧化锡i to和掺杂氟的二氧化锡fto中的一种或几种;
7、和/或,所述第一电子传输层包括下传输层以及位于下传输层上的上传输层,所述下传输层包括富勒烯和pcbm中的一种或几种,所述上传输层包括巴托普林和二氧化锡中的一种或几种;
8、和/或,所述第一金属电极层包括金、银和铜中的一种或几种。
9、第二方面,提供了一种四端全钙钛矿叠层太阳能电池,其包括底部电池和位于所述底部电池上方的顶部电池;
10、所述顶部电池采用如上任一所述的钙钛矿太阳能电池;
11、所述底部电池包括依次层叠设置的第二导电玻璃层、第二空穴传输层、宽带隙钙钛矿多晶层、第二电子传输层和滤光片,且所述滤光片位于第二电子传输层和第一导电玻璃层之间。
12、一些实施例中,所述第二导电玻璃层包括掺杂铟的二氧化锡i to和掺杂氟的二氧化锡fto中的一种或几种;
13、和/或,所述第二空穴传输层包括下空穴层和位于下空穴层上的上空穴层,所述下空穴层包括ptaa、ptpd、2pacz、4pacz、6pacz、meo-2pacz、meo-4pacz、meo-6pacz和镍氧化物n iox中的一种或几种,x取值2或3,所述上空穴层包括me-2pacz、me-4pacz和me-6pacz中的一种或几种;
14、和/或,所述第二电子传输层包括下传输层以及位于下传输层上的上传输层,所述下传输层包括富勒烯和pcbm中的一种或几种,所述上传输层采用原子沉积的二氧化锡;
15、和/或,所述滤光片包括磁溅射形成的掺杂铟的二氧化锡i to和掺杂氟的二氧化锡fto中的一种或几种。
16、第三方面,提供了一种两端全钙钛矿叠层太阳能电池,其包括依次层叠设置的第一导电玻璃层、第二空穴传输层、宽带隙钙钛矿多晶层、第二电子传输层、第二金属电极层、第一空穴传输层、窄带隙锡铅钙钛矿多晶层、第一电子传输层和第一金属电极层;
17、其中,所述第一空穴传输层为pedot:pss空穴层,且pedot:pss空穴层中掺杂有卤化乙酰胆碱。
18、一些实施例中,所述卤化乙酰胆碱包括氯化乙酰胆碱和溴化乙酰胆碱中的一种或几种;
19、和/或,形成所述第一空穴传输层的pedot:pss溶液中,卤化乙酰胆碱的浓度不高于12mg/ml。
20、一些实施例中,所述第一导电玻璃层为掺杂铟的二氧化锡i to;
21、和/或,所述第一电子传输层包括下传输层以及位于下传输层上的上传输层,所述下传输层采用富勒烯,所述上传输层采用巴托普林;
22、和/或,所述第一金属电极层采用铜;
23、和/或,所述第二空穴传输层包括下空穴层和位于下空穴层上的上空穴层,所述下空穴层采用镍氧化物niox,x取值2或3,所述上空穴层采用me-4pacz;
24、和/或,所述第二电子传输层包括下传输层以及位于下传输层上的上传输层,所述下传输层采用富勒烯,所述上传输层采用原子沉积的二氧化锡;
25、和/或,所述第二金属电极层包括金和i zo纳米颗粒中的一种或几种。
26、第四方面,提供了一种如上任一所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其包括如下步骤:
27、在第一导电玻璃层上依次制备第一空穴传输层、窄带隙锡铅钙钛矿多晶层、第一电子传输层和第一金属电极层,得到钙钛矿太阳能电池。
28、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括:
29、本申请将卤化乙酰胆碱加入到pedot:pss溶液中,以形成空穴传输层,埋藏在窄带隙锡铅钙钛矿多晶层底部,卤化乙酰胆碱作为一个专业的“潜水员”,不仅可以调节底部的pedot:pss空穴层的酸度,而且还促进了埋底界面的重建,并显著提高了顶部锡铅钙钛矿的质量。乙酰胆碱中的c=o可以与sn2+和pb2+之间形成配位键,抑制sn2+被氧化成sn4+,增加pb2+的电子云密度,减轻埋底的界面缺陷,并促进锡铅钙钛矿中大型、致密颗粒的生长。除此之外,还有利于钙钛矿晶体(111)的结晶取向,这种取向生长可以减少非辐射复合损失和阱态密度,延缓钙钛矿薄膜降解,并增强钙钛矿的整体稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,其包括依次层叠设置的第一导电玻璃层(1)、第一空穴传输层(2)、窄带隙锡铅钙钛矿多晶层(3)、第一电子传输层(4)和第一金属电极层(5);
2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于:
3.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于:
4.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于:
5.一种四端全钙钛矿叠层太阳能电池,其特征在于,其包括底部电池和位于所述底部电池上方的顶部电池;
6.如权利要求5所述的四端全钙钛矿太阳能电池,其特征在于:
7.一种两端全钙钛矿叠层太阳能电池,其特征在于,其包括依次层叠设置的第一导电玻璃层(1)、第二空穴传输层(6)、宽带隙钙钛矿多晶层(7)、第二电子传输层(8)、第二金属电极层(9)、第一空穴传输层(2)、窄带隙锡铅钙钛矿多晶层(3)、第一电子传输层(4)和第一金属电极层(5);
8.如权利要求7所述的两端全钙钛矿太阳能电池,其特征在于:
9.如权利要求7所述的两端全钙钛矿太阳能电池,其特征在于:<
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,其包括依次层叠设置的第一导电玻璃层(1)、第一空穴传输层(2)、窄带隙锡铅钙钛矿多晶层(3)、第一电子传输层(4)和第一金属电极层(5);
2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于:
3.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于:
4.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于:
5.一种四端全钙钛矿叠层太阳能电池,其特征在于,其包括底部电池和位于所述底部电池上方的顶部电池;
6.如权利要求5所述的四端全钙钛矿太阳能电池,其特征...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。