[发明专利]一种基于两步法制备的2D/3D杂化钙钛矿太阳能电池有效
申请号: | 202011580432.6 | 申请日: | 2020-12-28 |
公开(公告)号: | CN112687807B | 公开(公告)日: | 2022-08-02 |
发明(设计)人: | 陈聪;杨立群;朱立华;商雪妮;马晓辉;吴存存;郑士建 | 申请(专利权)人: | 河北工业大学 |
主分类号: | H01L51/46 | 分类号: | H01L51/46;H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48 |
代理公司: | 天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙) 12210 | 代理人: | 赵凤英 |
地址: | 300130 天津市红桥区*** | 国省代码: | 天津;12 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 步法 制备 杂化钙钛矿 太阳能电池 | ||
1.一种基于两步法制备的2D/3D杂化钙钛矿太阳能电池,其特征为该太阳能电池从下至上包括衬底、电子传输层、钙钛矿薄膜、空穴传输层和金属电极;
所述的衬底为ITO导电玻璃;
所述的电子传输层的材质为SnO2,厚度为10-50nm;
所述的钙钛矿薄膜为四氟苯基四氟硼酸盐掺杂的钙钛矿光吸收层,厚度为650-850nm;每0.1cm²钙钛矿光吸收层含有四氟苯基四氟硼酸盐的量为0.02-20mg;
所述的空穴传输层的材质为Spiro-OMeTAD ,厚度为50-250nm;
所述的金属电极材质为金,厚度为50-120nm;
所述基于两步法制备的2D/3D杂化钙钛矿太阳能电池通过如下方法制得,该方法包括以下步骤:
步骤一,制备透明导电玻璃衬底:
将衬底分别用异丙醇、去离子水和无水乙醇分别超声清洗10-30分钟,然后在烘箱里烘干,最后用紫外-臭氧机处理5-60分钟;
步骤二,电子传输层的制备:
将配制好的SnO2溶液旋凃到ITO导电玻璃上,通过匀胶机的旋涂,得到10-50nm厚的SnO2致密层,然后在加热板上梯度退火处理;
其中,所述的梯度退火具体为100-120℃退火5-20分钟,150-180℃退火10-30分钟;
步骤三,溶液法制备四氟苯基四氟硼酸盐掺杂的钙钛矿光吸收层:
将PbI2前驱体溶液旋凃在电子传输层上,然后在加热板上50-100℃退火1-5分钟;然后再旋涂混合前驱体溶液,然后120-180℃退火10-30分钟;得到厚度为650-850nm的钙钛矿光吸收层;
其中,所述的PbI2驱体溶液的浓度为0.5~2.0M;溶剂为DMF:DMSO的混合液,二者体积比为9.5:0.5;
所述的混合前驱体溶液中,溶剂为异丙醇,每1mL异丙醇中加入40-100mg的CH(NH2)2I、2-10mg的CH3NH3Br、2-10mg的CH3NH3Cl、0.1-100mg的四氟苯基四氟硼酸盐;
步骤四,空穴传输层的制备:
将配制好的Spiro-OMeTAD溶液旋涂在钙钛矿薄膜的表面,通过匀胶机的旋涂,得到50-250nm厚的空穴传输层;
所述空穴传输层溶液的溶剂为氯苯,每1-2mL氯苯中含有70-110mg的Spiro-OMeTAD粉体材料、20-120μL双三氟甲烷磺酰亚胺锂、20-60μL的4-叔丁基吡啶;
步骤五,金属电极的制备:
将步骤四得到的材料放入真空蒸发镀膜设备中,真空度达到1*10-5-5*10-4Pa,金电极镀层厚度为50-120nm。
2.如权利要求1所述基于两步法制备的2D/3D杂化钙钛矿太阳能电池,其特征为所述ITO导电玻璃方阻是5-30Ω,透过率在80-99%。
3.如权利要求1所述基于两步法制备的2D/3D杂化钙钛矿太阳能电池,其特征为所述步骤二中的旋涂转速为3000-5000rpm/s,时间为20-40s;
所述步骤三中的旋涂转速为1000-3000rpm/s,时间为20-40s;
所述步骤四中的旋涂转速为2000-4000rpm/s,时间为20-40s。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于河北工业大学,未经河北工业大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/202011580432.6/1.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 同类专利
- 专利分类
H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L51-00 使用有机材料作有源部分或使用有机材料与其他材料的组合作有源部分的固态器件;专门适用于制造或处理这些器件或其部件的工艺方法或设备
H01L51-05 .专门适用于整流、放大、振荡或切换且并具有至少一个电位跃变势垒或表面势垒的;具有至少一个电位跃变势垒或表面势垒的电容器或电阻器
H01L51-42 .专门适用于感应红外线辐射、光、较短波长的电磁辐射或微粒辐射;专门适用于将这些辐射能转换为电能,或者适用于通过这样的辐射进行电能的控制
H01L51-50 .专门适用于光发射的,如有机发光二极管
H01L51-52 ..器件的零部件
H01L51-54 .. 材料选择