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一种添加次磷酸铵还原硫氰酸亚铜作为空穴传输层的反式钙钛矿太阳能电池及制备方法技术

技术编号:45947442 阅读:9 留言:0更新日期:2025-07-29 17:50
本发明专利技术公开了一种添加次磷酸铵还原硫氰酸亚铜作为空穴传输层的反式钙钛矿太阳能电池及制备方法,属于钙钛矿太阳能电池技术领域。本发明专利技术中所涉及的钙钛矿太阳能电池的结构由下至上依次为透明导电玻璃、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、界面修饰层和金属电极层。所述空穴传输层为添加次磷酸铵(NH<subgt;4</subgt;H<subgt;2</subgt;PO<subgt;2</subgt;)的硫氰酸亚铜(CuSCN)薄膜,通过添加NH<subgt;4</subgt;H<subgt;2</subgt;PO<subgt;2</subgt;,可以抑制CuSCN在空气中的氧化,制备出二价铜(Cu<supgt;2+</supgt;)杂质含量极低的空穴传输层。同时,空穴传输层和钙钛矿吸光层之间的界面接触得到改善,提升了电荷传输效率,所制备出的钙钛矿电池的光电转换效率和稳定性均得到显著提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钙钛矿太阳能电池,尤其涉及一种添加次磷酸铵还原硫氰酸亚铜作为空穴传输层的反式钙钛矿太阳能电池及制备方法


技术介绍

1、伴随人口急速增长与经济发展推动着对能源的需求,传统化石能源的使用加剧了不可再生能源的消耗,并导致了全球变暖等一系列气候环境问题。光伏发电是解决未来能源短缺和环境污染问题的有效手段,自此太阳能的开发成为了国内外的研究热点。太阳能电池的研究发展十分迅速,其中新型的钙钛矿太阳能电池在仅十余年间转换效率就从2009年的3.8%飞快发展到2025年认证的26.95%。其中反式器件结构的钙钛矿太阳能电池由于其制备工艺简单、可运用于柔性和大面积制备上等优势受到科研人员的关注,在钙钛矿太阳能电池的商业化进程中具备极大的发展潜力。

2、在反式钙钛矿太阳能电池中,太阳光自空穴传输层入射,其空穴提取及传输能力很大程度上决定着反式器件的效率,故空穴传输层是反式器件的重要组成部分,并且钙钛矿吸光层直接沉积到空穴传输层上面,钙钛矿的成膜质量以及空穴提取效率都跟空穴传输层有着密不可分的关系,并直接影响最后的器件性能。反式器件中常见的有机空穴传本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种反式钙钛矿太阳能电池,其特征在于,包括:电池结构由下到上依次为透明导电玻璃、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、界面修饰层和金属电极层;其中,空穴传输层为添加次磷酸铵的CuSCN。

2.根据权利要求1所述的反式钙钛矿太阳能电池,其特征在于:所述透明导电玻璃包括铟掺杂氧化锡导电玻璃或氟掺杂氧化锡导电玻璃;所述钙钛矿吸光层为FAPbI3基钙钛矿薄膜,具体成分为FAPbI3以及相对少量的CsPbI3、MAPbBr3、MACl;其中,CsPbI3的摩尔浓度相对为3~10%,MAPbBr3的摩尔浓度相对为2~8%,MACl的摩尔浓度相对为10~40%;所述电子传输层包括PCB...

【技术特征摘要】

1.一种反式钙钛矿太阳能电池,其特征在于,包括:电池结构由下到上依次为透明导电玻璃、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、界面修饰层和金属电极层;其中,空穴传输层为添加次磷酸铵的cuscn。

2.根据权利要求1所述的反式钙钛矿太阳能电池,其特征在于:所述透明导电玻璃包括铟掺杂氧化锡导电玻璃或氟掺杂氧化锡导电玻璃;所述钙钛矿吸光层为fapbi3基钙钛矿薄膜,具体成分为fapbi3以及相对少量的cspbi3、mapbbr3、macl;其中,cspbi3的摩尔浓度相对为3~10%,mapbbr3的摩尔浓度相对为2~8%,macl的摩尔浓度相对为10~40%;所述电子传输层包括pcbm;所述界面修饰层包括bcp;所述金属电极层包括ag电极层、au电极层、cu电极层中的一种。

3.一种如权利要求1或2所述的反式钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

4. 根据权利要求3所述的反式钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)的操作如下:使用丙酮将透明导电玻璃衬底表面清洁干净,之后使用超声波清洗机,依次使用清洁剂、去离子水、丙酮、异丙醇和乙醇对其各超声清洗15~20 min,随后使用氮气枪对其进行吹干,之后进行紫外臭氧处理。

5. 根据权利要求3所述的反式钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中,cuscn前驱体溶液的配置方法如下:将cuscn粉末以1~3 mg/ml浓度分散到氨水中,搅拌过滤后得到cuscn的氨水溶液;向cuscn的氨水溶液中添加2~4mg/ml nh4h2po2还原剂并搅拌还原6~12 h,得到cuscn前驱体溶液;cuscn前驱体溶液的用量为30~80 μl,旋涂速度为3000~5000rpm/s,旋涂总时长为30~60 s,随后在100~150 ℃退火20~60 min,得到cuscn空穴传输层。

6.根据权利要求3所述的反式钙钛矿太阳能电池的...

【专利技术属性】
技术研发人员:台启东李琳
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:

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