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() 一种基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用技术_技高网

一种基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用技术

技术编号:44880806 阅读:7 留言:0更新日期:2025-04-08 00:18
本发明专利技术公开了一种基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用,属于新能源领域。所述钙钛矿太阳能电池包括依次层叠设置的导电基底、空穴传输层、自组装单分子层、钙钛矿吸光层、钝化层、电子传输层和顶电极层;在所述钝化层和电子传输层之间设置单层WS<subgt;2</subgt;薄膜。设置WS<subgt;2</subgt;薄膜不仅提高了电池的稳定性和耐候性,还通过降低界面阻力和促进电子高效传输,显著提升了光电转换效率;通过和多层高性能材料的协同效应,使得基于WS<subgt;2</subgt;薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池的综合性能得到了大幅提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源,具体涉及一种基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用。


技术介绍

1、钙钛矿型太阳能电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池。钙钛矿太阳能电池作为新兴的太阳能电池,以其卓越的光电转换效率和显著的成本优势,被视为未来清洁能源技术的重要支柱。然而,钙钛矿太阳能电池的相关研究仍需克服两大关键障碍:一是功能层间电子传输效率的问题,二是电池整体的稳定性挑战。电子传输效率的低下主要源于各功能层界面处的电子传输障碍,这限制了光生电流的有效收集与传输,进而影响电池的整体性能。另一方面,电池的稳定性问题则主要归因于钙钛矿材料对湿度、温度及光照等环境因素的敏感性,易导致结构破坏和性能衰退,严重阻碍了其长期可靠运行和商业化进程。因此,为解决目前技术上存在的问题,仍然需要进一步的研究和探索。


技术实现思路

1、为解决现有技术制备钙钛矿太阳能电池的功能层间电子传输效率较低以及电池稳定性不足等问题,本专利技术一种基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用。

2、为达到上述目的,本专利技术提供以下技术方案:

3、本专利技术提供一种基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,包括依次层叠设置的导电基底、空穴传输层、自组装单分子层、钙钛矿吸光层、钝化层、单层ws2薄膜、电子传输层和顶电极层。

4、所述单层ws2薄膜的厚度为0.7nm。

5、所述空穴传输层的材料为niox,x为1~1.5。

<p>6、所述自组装单分子层的材料为meo-2pacz、2pacz、me-4pacz或4pacz中的一种或几种。

7、所述钙钛矿吸光层的材料为(fa0.95ma0.05)0.95cs0.05pb(i0.95br0.05)3。

8、所述钝化层的材料为peai或peacl中的一种或几种。

9、所述电子传输层的材料包括tio2、sno2或富勒烯以及富勒烯衍生物的一种。

10、所述导电基底的材料为氧化铟锡,所述顶电极层的材料为金、银、铜、石墨或无定形碳中的一种。

11、本专利技术还提供一种基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池的制备方法,包括:

12、对导电基底上旋涂包括空穴传输层的材料的溶液,旋涂后退火,以得到空穴传输层;

13、在空穴传输层上旋涂包括自组装单分子材料的溶液,旋涂后退火,形成自组装单分子层;

14、在自组装单分子层上旋涂包括(fa0.95ma0.05)0.95cs0.05pb(i0.95br0.05)3的钙钛矿前驱体溶液,进行两阶段不同转速的旋涂,在旋涂结束前向钙钛矿前驱体溶液中滴加氯苯进行旋涂,旋涂后退火,得到钙钛矿吸光层;

15、在钙钛矿吸光层上旋涂包括钝化材料的溶液,旋涂后退火,形成钝化层;

16、将cvd沉积的单层ws2薄膜与pdms片接触,将单层ws2薄膜转移至pdms片上,将载有单层ws2的pdms片与钝化层接触,在钝化层上沉积单层ws2薄膜,随后进行退火;

17、在单层ws2薄膜上利用真空蒸镀法依次沉积电子传输材料和顶电极材料,分别形成电子传输层和顶电极层,构成钙钛矿太阳能电池。

18、本专利技术还提供一种光伏设备,包括上述的基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池。

19、与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:

20、本专利技术基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池在钝化层和电子传输层之间沉积单层ws2薄膜。单层ws2薄膜不仅因其优异的物理和化学稳定性能够有效隔绝外界水气,显著提升电池的耐候性和长期稳定性,而且其独特的二维层状结构和良好的电子传输特性,促进功能层间的电子高效传输,减少界面处的电子传输阻力,从而全面提升电池的光电转换效率和稳定性。ws2薄膜不仅提高了电池的稳定性和耐候性,还通过降低界面阻力和促进电子高效传输,显著提升了光电转换效率。此外,通过和多层高性能材料的协同效应,使得基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池的综合性能得到了大幅提升。

21、本专利技术所提供的光伏设备,采用了基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,具备优异的光电转换效率和稳定性,广泛适用于光伏发电站、屋顶光伏系统等应用场景。

本文档来自技高网
...

【技术保护点】

1.一种基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,包括依次层叠设置的导电基底、空穴传输层、自组装单分子层、钙钛矿吸光层、钝化层、单层WS2薄膜、电子传输层和顶电极层。

2.根据权利要求1所述的一种基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述单层WS2薄膜的厚度为0.7nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述空穴传输层的材料为NiOx,x为1~1.5。

4.根据权利要求1所述的一种基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述自组装单分子层的材料为MeO-2PACz、2PACz、Me-4PACz或4PACz中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述钙钛矿吸光层的材料为(FA0.95MA0.05)0.95Cs0.05Pb(I0.95Br0.05)3。

6.根据权利要求1所述的一种基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述钝化层的材料为PEAI或PEACl中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述电子传输层的材料包括TiO2、SnO2或富勒烯以及富勒烯衍生物的一种。

8.根据权利要求1所述的一种基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述导电基底的材料为氧化铟锡,所述顶电极层的材料为金、银、铜、石墨或无定形碳中的一种。

9.一种基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括:

10.一种光伏设备,其特征在于,包括权利要求1-8任意一项所述的基于WS2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,包括依次层叠设置的导电基底、空穴传输层、自组装单分子层、钙钛矿吸光层、钝化层、单层ws2薄膜、电子传输层和顶电极层。

2.根据权利要求1所述的一种基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述单层ws2薄膜的厚度为0.7nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述空穴传输层的材料为niox,x为1~1.5。

4.根据权利要求1所述的一种基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述自组装单分子层的材料为meo-2pacz、2pacz、me-4pacz或4pacz中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种基于ws2薄膜钝化层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述钙钛矿吸光层的材料为(fa0.9...

【专利技术属性】
技术研发人员:张迟王兴涛石从波赵东明赵志国秦校军李新连
申请(专利权)人:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 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。

1