[发明专利]用于汽车钙钛矿太阳能电池的空穴传输材料、包括其的钙钛矿太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种具有优异的耐热性和耐久性的空穴传输材料，包括作为空穴传输层的空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池，以及该太阳能电池的制造方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池是指基于具有钙钛矿(ABX₃)结构的光吸收材料的固态太阳能电池。

钙钛矿太阳能电池具有非常高的吸收系数，从而即使在厚度为亚微米的情况下也有效地吸收太阳光，并且因此近来，由于良好的效率(能量转换效率(PCE)为约20％)而已经受到大量的关注。

作为其一部分，在申请号为10-1543438的韩国专利中，通过向钙钛矿太阳能电池的空穴传输层添加诸如碳纳米管的导电填料来提高能量转换效率。

在申请号为10-1578875的韩国专利中，电子通过对钙钛矿太阳能电池采用空穴阻挡层而顺畅地移动。

本部分的公开是为了提供本发明的背景技术。申请人注意到，本部分可以包含本申请之前可用的信息。然而，通过提供本部分，申请人不承认本部分中包含的任何信息构成现有技术。

发明内容

本发明的一个方面是提供具有优异的耐热性和耐久性的空穴传输材料作为可以应用于钙钛矿太阳能电池的空穴传输层的材料。

本发明的另一方面是提供可以通过溶液流延工艺而不是诸如沉积的昂贵的工艺来形成空穴传输层的空穴传输材料。

本发明的一个方面提供一种具有高耐热性的钙钛矿太阳能电池的空穴传输材料，其中基于酞菁的有机配体与金属配位键合。

在实施方案中，金属可以是铜(Cu)、锌(Zn)或钴(Co)。

在另一实施方案中，基于酞菁的有机配体可以包括叔丁基取代基。

在又一实施方案中，用于具有高耐热性的钙钛矿太阳能电池的空穴传输材料可以由下面的化学式1表示。

[化学式1]

在本文中，M是铜(Cu)并且R是叔丁基。

本发明的另一方面提供一种钙钛矿太阳能电池，其包括：第一电极；电子传输层，其形成在第一电极上；光吸收层，其形成在电子传输层上并且包含具有钙钛矿结构的化合物；空穴传输层，其形成在光吸收层上；以及第二电极，其形成在空穴传输层上。

在实施方案中，空穴传输层可以由空穴传输材料制成。

本发明的又一方面提供一种钙钛矿太阳能电池的制造方法，其包括通过溶液流延空穴传输材料来形成空穴传输层。

在实施方案中，可以通过从旋涂、喷涂、狭缝式挤压(slot die)、喷墨涂覆和凹版涂覆中选择任意一种工艺来执行溶液流延。

根据本发明的实施方案，即使空穴传输材料被暴露在100℃或更高的车辆部件集成封装工艺和车辆行驶环境中，空穴传输材料也具有优异的耐热性和耐久性以保持稳定性。

诸如能量转换效率的空穴传输材料的独特特征即使在高温也不会大幅劣化，以在较宽的温度范围内保持钙钛矿太阳能电池的高效率。

因此，包括作为空穴传输层的根据本发明的实施方案的空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池适用于车辆。

当使用根据本发明的实施方案的空穴传输材料时，空穴传输层可以通过价廉的溶液流延工艺形成，以提高市场竞争力。

本发明的进一步的方面提供车辆的制造方法，该方法包括：提供车辆表面；并且附着包括包含钙钛矿层和空穴传输层的太阳能电池的薄膜，其中空穴传输层不包括spiro-OMeTAD和PTAA中的任意一种，而是包括包含与金属配位键合的基于酞菁的有机配体的组合物，使得当在高于110℃的温度下附着膜时，在空穴传输层中不发生相变。

本发明的效果不限于上述效果。应当理解的是，本发明的效果包括从以下描述可推断的所有效果。

下面讨论本发明的其它方面和实施方案。

应当理解的是，如本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，诸如包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用车，包括各种小船和大船的船舶，飞机等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(例如，源自除石油以外的来源的燃料)。如本文所提及的，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如，汽油驱动和电力驱动车辆。

下面讨论本发明的实施方案的上述和其它特征。

附图说明

现在将参考附图中所示的某些实施方案来详细描述本发明的上述和其它特征，附图在下文中仅以说明的方式给出并且因此不限制本发明，其中：