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() 光伏电池及其制作方法技术_技高网

光伏电池及其制作方法技术

技术编号:43288344 阅读:7 留言:0更新日期:2024-11-12 16:09
本发明专利技术提供一种光伏电池及其制作方法,制作方法包括:在导电基板上制作空穴传输层,空穴传输层为金属氧化物;在空穴传输层的表面设置预设亲水氨基酸溶液,并进行第一加热处理,以使预设亲水氨基酸溶液在空穴传输层上方形成改性层;在改性层上方制作钙钛矿层,以使改性层中的氨基酸分子与钙钛矿层之间通过氢键连接;在钙钛矿层上方制作电子传输层和电极结构。在本发明专利技术中,改性层中的氨基酸分子可以提高空穴传输层的表面浸润性,并减少空穴传输层中的孔隙和缺陷,减少光线散射并使膜层折射率发生变化,提高光伏电池的光线透过率及钙钛矿层的结晶质量,保证空穴传输层与钙钛矿层之间能级的匹配程度,利于空穴的传输和提取,保证光伏电池的发电效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏领域,具体地,涉及一种光伏电池的制作方法和一种光伏电池。


技术介绍

1、钙钛矿电池近年来发展迅速,钙钛矿材料具有带隙可调、工艺简单等优点,其作为电池中吸收光能材料的使用,显著地提升了电池性能。

2、在现有的钙钛矿太阳能电池中,空穴传输层的主要材料包括有机空穴传输材料和金属氧化物,其中,有机空穴传输材料包括:ptaa(聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])、pedot:pss(聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)等;金属氧化物包括:镍的氧化物(niox)、铜的氧化物(cuox)、钼的氧化物(moox)等。相较于有机空穴传输材料来说,金属氧化物拥有低成本、制备工艺简单且化学稳定性高的优势。然而,金属氧化物在制备时,容易出现高电离能的金属离子空位, 导致空穴密度处在较低的水平,造成空穴传输层的本征导电率较低;并且,金属氧化物材质的空穴传输层靠近钙钛矿层一侧的表面缺陷过多,导致光线穿透电池膜层结构的透过率不理想。此外,空穴传输层与钙钛矿层之间能级的匹配程度往往不理想,例如,在采用镍的氧化物作为空穴传输层的材质时,空穴传输层的价带底能级通常在-5.09ev,而钙钛矿层的价带底能级为-5.4ev,二者之间能级不匹配的问题也会影响空穴的传输和提取速率,进而影响光伏电池的发电效率。

3、因此,当空穴传输层采用金属氧化物时,如何提高空穴传输层的导电率和透过率,保证光伏电池的发电效率,成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本专利技术旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本专利技术提供了一种光伏电池的制作方法和一种光伏电池,该光伏电池的制作方法能够保证空穴传输层的导电率和透过率,并提高空穴传输层与钙钛矿层之间能级的匹配程度,提高钙钛矿太阳能电池的光转效率。

2、为实现上述目的,作为本专利技术的一个方面,提供一种光伏电池的制作方法,包括:

3、在导电基板上制作空穴传输层,所述空穴传输层为金属氧化物;

4、在所述空穴传输层的表面设置预设亲水氨基酸溶液,并进行第一加热处理,以使所述预设亲水氨基酸溶液在所述空穴传输层上方形成改性层;

5、在所述改性层上方制作钙钛矿层,以使所述改性层中的氨基酸分子与所述钙钛矿层之间通过氢键连接;

6、在所述钙钛矿层上方制作电子传输层和电极结构。

7、可选地,所述预设亲水氨基酸溶液的溶质包括天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、酪氨酸和苏氨酸中的至少一者。

8、可选地,所述预设亲水氨基酸溶液的溶质为所述丝氨酸和所述半胱氨酸的至少一者,所述溶质浓度在0.05mg/ml~0.2mg/ml。

9、可选地,所述在所述空穴传输层的表面设置预设亲水氨基酸溶液,并进行第一加热处理,包括:

10、将所述空穴传输层浸于所述预设亲水氨基酸溶液中,同时进行第一加热处理,使所述空穴传输层上方形成所述改性层;

11、所述第一加热处理的温度为60℃至80℃,所述第一加热处理的时间为40min至80min。

12、可选地,所述进行第一加热处理,包括:将承载所述预设亲水氨基酸溶液的第一容器放入承载有加热水的第二容器中,使所述第一容器的外壁与所述加热水接触,并对所述第二容器进行加热。

13、可选地,所述光伏电池的制作方法还包括:

14、将形成有所述空穴传输层和所述改性层的所述导电基板由所述预设亲水氨基酸溶液中取出;

15、对形成有所述空穴传输层和所述改性层的所述导电基板进行第二加热处理,所述第二加热处理的温度为70℃至90℃,所述第二加热处理的时间为2min至10min。

16、可选地,所述对形成有所述空穴传输层和所述改性层的所述导电基板进行第二加热处理,包括:

17、将形成有所述空穴传输层和所述改性层的所述导电基板置于热台上,利用所述热台对其进行加热。

18、可选地,所述空穴传输层的材质包括镍的氧化物。

19、可选地,所述在导电基板上制作空穴传输层,包括:

20、通过电子束加热氧化镍靶材,使所述氧化镍靶材的材料气化;

21、气化的氧化镍颗粒在所述导电基板的表面上凝结形成所述空穴传输层。

22、作为本专利技术的第二个方面,提供一种光伏电池,所述光伏电池通过前面所述的光伏电池的制作方法制作,所述光伏电池包括依次层叠设置的导电基板、空穴传输层、改性层、钙钛矿层、电子传输层和电极结构,其中,所述改性层包括多个氨基酸分子,所述氨基酸分子与所述钙钛矿层之间通过氢键连接。

23、可选地,所述导电基板包括衬底和叠设于所述衬底与所述空穴传输层之间的第一导电层,所述衬底为硅基太阳能电池。

24、可选地,所述硅基太阳能电池为异质结电池,包括沿背离所述钙钛矿层方向依次层叠设置的n型掺杂层、正面本征非晶硅层、n型单晶硅片、背面本征非晶硅层、p型掺杂层和背面透明导电层。

25、在本专利技术提供的光伏电池及其制作方法中,改性层中的氨基酸分子具有羟基、羧基等亲水基团,从而可以提高空穴传输层的表面浸润性,使钙钛矿更容易在带有改性层的空穴传输层的表面铺展,并填补空穴传输层薄膜中的孔隙和缺陷,保证薄膜整体的致密性,改善薄膜表面的平整度从而减少光线散射,提高光线穿过改性层及空穴传输层时的透过率,使得光线在传播时的损耗减少,进而提高了光伏电池对光线的利用率以及钙钛矿层的结晶质量,进而提高光伏电池的发电效率。

26、并且,氨基酸分子中的羧基作为吸电子基团,在加热状态下与空穴传输层接触能够提高空穴传输层中阳离子的含量,进而提高空穴传输层的导电性,同时改性层可以作为界面修饰层,改善空穴传输层与钙钛矿层的接触质量,减少二者交界处的界面缺陷,氨基酸与空穴传输层表面的缺陷位点相互作用,通过化学吸附的方式钝化缺陷位点,降低缺陷位点的活性,从而使空穴传输层的价带底下降,保证空穴传输层与钙钛矿层之间能级的匹配程度,有利于空穴的传输和提取,进一步提高光伏电池的发电效率。

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【技术保护点】

1.一种光伏电池的制作方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述预设亲水氨基酸溶液的溶质包括天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、酪氨酸和苏氨酸中的至少一者。

3.根据权利要求2所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述预设亲水氨基酸溶液的溶质为所述丝氨酸和所述半胱氨酸的至少一者,所述溶质浓度在0.05mg/ml~0.2mg/ml。

4.根据权利要求1所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,在所述空穴传输层的表面设置预设亲水氨基酸溶液,并进行第一加热处理,包括:

5.根据权利要求4所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述进行第一加热处理,包括:

6.根据权利要求1所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述光伏电池的制作方法还包括:

7.根据权利要求6所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述对形成有所述空穴传输层和所述改性层的所述导电基板进行第二加热处理,包括:

8.根据权利要求1至4 中任意一项所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述空穴传输层的材质包括镍的氧化物;所述在导电基板上制作空穴传输层,包括:

9.一种光伏电池,其特征在于,所述光伏电池通过权利要求1至8中任意一项所述的光伏电池的制作方法制作,所述光伏电池包括依次层叠设置的导电基板、空穴传输层、改性层、钙钛矿层、电子传输层和电极结构,其中,所述改性层包括多个氨基酸分子,所述氨基酸分子与所述钙钛矿层之间通过氢键连接。

10.根据权利要求9所述的光伏电池,其特征在于,所述导电基板包括衬底和叠设于所述衬底与所述空穴传输层之间的第一导电层,所述衬底为异质结电池,包括沿背离所述钙钛矿层方向依次层叠设置的N型掺杂层、正面本征非晶硅层、N型单晶硅片、背面本征非晶硅层、P型掺杂层和背面透明导电层。

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【技术特征摘要】

1.一种光伏电池的制作方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述预设亲水氨基酸溶液的溶质包括天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、酪氨酸和苏氨酸中的至少一者。

3.根据权利要求2所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述预设亲水氨基酸溶液的溶质为所述丝氨酸和所述半胱氨酸的至少一者,所述溶质浓度在0.05mg/ml~0.2mg/ml。

4.根据权利要求1所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,在所述空穴传输层的表面设置预设亲水氨基酸溶液,并进行第一加热处理,包括:

5.根据权利要求4所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述进行第一加热处理,包括:

6.根据权利要求1所述的光伏电池的制作方法,其特征在于,所述光伏电池的制作方法还包括:

7.根据权利要求6所述的光伏电池的制作方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵福平周肃庄浩萧吉宏
申请(专利权)人:安徽华晟新能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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