[发明专利]一种环境稳定的无铅钙钛矿型太阳能电池及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201810018553.8 申请日: 2018-01-09
公开(公告)号: CN108232015A 公开(公告)日: 2018-06-29
发明(设计)人: 刘瑞来;林皓;胡家朋;赵瑨云;刘俊劭;徐婕;付兴平;赵升云;吴芳芳 申请(专利权)人: 晋江瑞碧科技有限公司;武夷学院
主分类号: H01L51/42 分类号: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
代理公司: 上海科律专利代理事务所(特殊普通合伙) 31290 代理人: 金碎平
地址: 362201 福建省泉州市晋*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 空穴传输层 无铅 钙钛矿型材料 电子传输层 湿度稳定性 太阳能电池 背电极层 钙钛矿型 环境稳定 热稳定性 钙钛矿化合物 透明导电玻璃 长期稳定性 化学稳定性 环境稳定性 金属化合物 活性材料 依次叠加 背电极 钙钛矿 碳电极 吸光层 元素铅 衬底 制备 剧毒 电池 环保
【权利要求书】:

1.一种环境稳定的无铅钙钛矿型太阳能电池,其特征在于,由透明导电玻璃衬底、电子传输层、钙钛矿型材料层、空穴传输层和碳背电极层由下到依次叠加构成,其中,所述钙钛矿型材料层的厚度为50~1000nm,电子传输层的厚度为10~500nm,空穴传输层的厚度为20~300nm,碳背电极层的厚度为1~100nm。

2.如权利要求1所述的无铅钙钛矿型太阳能电池,其特征在于,所述钙钛矿型材料层的材料为无铅钙钛矿化合物,化学式为AlMmXn,其中M为铋、锑、铜、铋与其它非铅+1价金属离子的组合或锑与其它非铅+1价金属离子的组合,A为有机胺或无机+1价阳离子,X为卤素离子,且当M为铋或锑时,钙钛矿化合物化学通式为A3M2X9;当M为铋与其它非铅+1价金属离子的组合或锑与其它非铅+1价金属离子的组合时,钙钛矿化合物化学通式为A3Bi2-kCkX9,或A3Sb2-kCkX9,其中0≤k<2,C为其它非铅+1价金属离子;当M为Cu时,钙钛矿化合物化学通式为A2CuX4

3.如权利要求1所述的无铅钙钛矿型太阳能电池,其特征在于,所述电子传输层的材料为具有传输特性的n型金属化合物半导体。

4.如权利要求3所述的无铅钙钛矿型太阳能电池,其特征在于,所述n型金属化合物半导体包括是氧化钛、氧化锡、氧化铝、氧化锌、氧化铌、氧化钇、锡酸锌或锡酸钡的一种或几种。

5.如权利要求1所述的无铅钙钛矿型太阳能电池,其特征在于,所述空穴传输层的材料为具有空穴传输特性的p型金属化合物半导体。

6.如权利要求5所述的无铅钙钛矿型太阳能电池,其特征在于,所述p型金属化合物半导体包括氧化镍、铜掺杂氧化镍、锂镁掺杂氧化镍、氧化钨、氧化钼、碘化亚铜、硫氰化亚铜、氧化铜、氧化亚铜、酞青铜或镓酸亚铜的一种或几种。

7.如权利要求1所述的无铅钙钛矿型太阳能电池,其特征在于,所述透明导电玻璃衬底为透明导电氧化物玻璃。

8.如权利要求7所述的无铅钙钛矿型太阳能电池,其特征在于,所述透明导电氧化物玻璃包括氧化铟锡、氟掺杂的氧化锡或铝掺杂的氧化锌。

9.一种如权利要求1~8中任意一项所述的无铅钙钛矿型太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1:将透明导电氧化物玻璃经过洗涤后,得到透明导电玻璃衬底;

S2:在所述透明导电玻璃衬底的表面涂覆电子传输层材料,加热后形成电子传输层;

S3:在所述电子传输层的表面进行涂覆钙钛矿型材料前驱体,经过热退火后,形成钙钛矿型材料层;

S4:在所述钙钛矿材料层的表面涂覆空穴传输层;

S5:在所述空穴传输层的表面涂覆导电碳浆,形成碳背电极层,最终得到所述无铅钙钛矿型太阳能电池。

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