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() 一种掺杂型钙钛矿太阳能电池结构、制备方法及电池技术_技高网

一种掺杂型钙钛矿太阳能电池结构、制备方法及电池技术

技术编号:44164542 阅读:3 留言:0更新日期:2025-01-29 10:37
本发明专利技术公开了一种掺杂型钙钛矿太阳能电池结构、制备方法及电池,包括由下至上依次排布的导电玻璃层、渗透层、发电层、自扩散电子传输层、导电层和金属电极层,通过将PEAI‑F4TCNQ膜层扩散至钙钛矿膜层中形成P型掺杂,向钙钛矿膜层中引入额外的空穴,从而提高空穴的浓度和迁移率,增强了钙钛矿膜层的电导性能,增强了载流子的迁移能力。在钙钛矿溶液的配置过程中加入NDP,利用其与氧化铟锡电极的强相互作用和大的分子尺寸,确保其在单一溶液共沉积的过程中自发地迁移至氧化铟锡电极表面,形成自扩散电子传输层,简化了钙钛矿电池的制造工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏电池,尤其是涉及一种掺杂型钙钛矿太阳能电池结构、制备方法及电池


技术介绍

1、随着太阳能电池的不断发展,钙钛矿太阳能电池因具备低成本、易制备和优异光电性等突出优点,在国际上备受关注,钙钛矿也被认为是下一代最具应用前景的低成本高效率光伏材料。

2、目前,大多数的高效钙钛矿太阳能电池都是将溶液加工成逐层堆叠结构,其中钙钛矿吸光层夹在电子传递层(etl)和空穴传输层(htl)之间,这种多层结构需要精细的成分配方和密集型退火处理,为生产过程增加了大量成本。同时,正交溶剂的广泛采用,以及电池各个中间层的高厚度敏感性也给钙钛矿太阳能电池的可规模化制备带来了巨大的挑战。

3、由此可见,如何简化多层钙钛矿太阳能电池的制造工艺,已经成为本领域技术人员所要亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本专利技术提供一种掺杂型钙钛矿太阳能电池结构、制备方法及电池,以简化多层钙钛矿太阳能电池的制造工艺。

2、为了解决上述技术问题,本专利技术实施例提供了一种掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,包括由下至上依次排布的导电玻璃层、渗透层、发电层、自扩散电子传输层、导电层和金属电极层。

3、所述第一发电层的一侧设有所述导电玻璃层,所述第一发电层的远离所述导电玻璃层的一侧设有所述第二发电层。

4、所述电子传输层的一侧为所述第二发电层,所述电子传输层的远离所述第二发电层的一侧设有所述导电层。

5、所述导电层的远离所述电子传输层的一侧设有所述金属电极层。

6、所述渗透层为由苯乙基碘化铵-四氟四氰基喹啉二甲烷扩散至钙钛矿溶液制备得到的p型掺杂结构。

7、进一步地,所述渗透层的厚度为300~500nm。

8、进一步地,所述发电层由cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69制备得到

9、进一步地,所述自扩散电子传输层为所述发电层中的ndp向上迁移形成。

10、进一步地,所述发电层的厚度为300~500nm。

11、进一步地,所述导电层的厚度为150~200nm。

12、本专利技术另一实施例提供了一种掺杂型钙钛矿太阳能电池制备方法,包括:

13、采用狭缝涂布法在导电玻璃层上制备一层渗透层。

14、在所述渗透层上涂布一层包含ndp的钙钛矿溶液,形成发电层和自扩散电子传输层。

15、在所述自扩散电子传输层上采用磁控溅射法沉积一层氧化铟锡作为导电层。

16、在所述导电层上采用丝网印刷法沉积一层铜层作为金属电极层。

17、进一步地,所述采用狭缝涂布法在导电玻璃层上制备一层渗透层,包括:

18、采用狭缝涂布法在导电玻璃层上涂布制备一层苯乙基碘化铵-四氟四氰基喹啉二甲烷膜层。

19、采用狭缝涂布法在所述苯乙基碘化铵-四氟四氰基喹啉二甲烷膜层上沉积一层cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69钙钛矿膜层。

20、使用70℃热干燥的纯氮气对所述苯乙基碘化铵-四氟四氰基喹啉二甲烷膜层和所述cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69钙钛矿膜层进行热处理,使苯乙基碘化铵-四氟四氰基喹啉二甲烷膜层扩散至cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69钙钛矿膜层中,形成渗透层。

21、进一步地,所述在所述渗透层上涂布一层包含ndp的钙钛矿溶液,形成发电层和自扩散电子传输层,包括:

22、在体积比2:1的n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜溶液中,加入摩尔配比为0.7:0.3:0.5:0.5的fai/mai/pbi2/sni2,得到第一前驱体溶液。

23、在所述第一前驱体溶液中加入二氟化锡和ndp,在室温下搅拌2小时,并加入锡粉和氨基磺酸,使用0.22um的聚四氟乙烯过滤,得到第二前驱体溶液。

24、将过滤后的所述第二前驱体溶液使用狭缝涂布法涂布在所述渗透层上,形成所述发电层,其中,ndp成分可形成所述自扩散电子传输层。

25、本专利技术又一实施例提供了一种掺杂型钙钛矿太阳能电池,包括上述的掺杂型钙钛矿太阳能电池结构。

26、相比于现有技术,本专利技术实施例的有益效果在于以下所述中的至少一点:

27、(1)通过将peai-f4tcnq膜层扩散至cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69钙钛矿膜层中形成p型掺杂,向钙钛矿膜层中引入额外的空穴,从而提高空穴的浓度和迁移率,增强了钙钛矿膜层的电导性能,增强了载流子的迁移能力。

28、(2)在钙钛矿溶液的配置过程中加入ndp,利用其与氧化铟锡(ito)电极的强相互作用和大的分子尺寸,确保其在单一溶液共沉积的过程中自发地迁移至ito表面,形成自扩散电子传输层,简化了钙钛矿电池的制造工艺。

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【技术保护点】

1.一种掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,其特征在于,包括由下至上依次排布的导电玻璃层、渗透层、发电层、自扩散电子传输层、导电层和金属电极层;

2.如权利要求1所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,其特征在于,所述渗透层的厚度为300~500nm。

3.如权利要求1所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,其特征在于,所述发电层由Cs0.05FA0.67MA0.33PbBr1.31I1.69制备得到。

4.如权利要求1所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,其特征在于,所述自扩散电子传输层为所述发电层中的NDP向上迁移形成。

5.如权利要求1所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,其特征在于,所述发电层的厚度为300~500nm。

6.如权利要求1所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,其特征在于,所述导电层的厚度为150~200nm。

7.一种掺杂型钙钛矿太阳能电池制备方法,其特征在于,应用于如权利要求1~6任一项所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,包括:

8.如权利要求7所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池制备方法,其特征在于,所述采用狭缝涂布法在导电玻璃层上制备一层渗透层,包括:

9.如权利要求7所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池制备方法,其特征在于,所述在所述渗透层上涂布一层包含NDP的钙钛矿溶液,形成发电层和自扩散电子传输层,包括:

10.一种掺杂型钙钛矿太阳能电池,其特征在于,包括如权利要求1~6任一项所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池结构。

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【技术特征摘要】

1.一种掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,其特征在于,包括由下至上依次排布的导电玻璃层、渗透层、发电层、自扩散电子传输层、导电层和金属电极层;

2.如权利要求1所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,其特征在于,所述渗透层的厚度为300~500nm。

3.如权利要求1所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,其特征在于,所述发电层由cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69制备得到。

4.如权利要求1所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,其特征在于,所述自扩散电子传输层为所述发电层中的ndp向上迁移形成。

5.如权利要求1所述的掺杂型钙钛矿太阳能电池结构,其特征在于,所述发电层的厚度为300~500nm。

【专利技术属性】
技术研发人员:黄弘斌吴凯康云飞蔡海军刘珊珊任鑫鸿黄周师何坤鹏
申请(专利权)人:江苏先导微电子科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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