[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN105826476B - 一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法 - Google Patents

一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105826476B
CN105826476B CN201610154508.6A CN201610154508A CN105826476B CN 105826476 B CN105826476 B CN 105826476B CN 201610154508 A CN201610154508 A CN 201610154508A CN 105826476 B CN105826476 B CN 105826476B
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
titanium dioxide
hole transporting
spin coating
solar cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610154508.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105826476A (zh
Inventor
许佳
姚建曦
王冠雄
张兵
戴松元
潘旭
朱俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Electric Power University
Original Assignee
North China Electric Power University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Electric Power University filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN201610154508.6A priority Critical patent/CN105826476B/zh
Publication of CN105826476A publication Critical patent/CN105826476A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105826476B publication Critical patent/CN105826476B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/50—Organic perovskites; Hybrid organic-inorganic perovskites [HOIP], e.g. CH3NH3PbI3
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了属于太阳电池技术领域的一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法。所述制备方法包括二氧化钛致密层的制备、二氧化钛骨架层的制备、钙钛矿光吸收层的制备、复合空穴传输层的制备及蒸镀对电极。所述制备方法制备的钙钛矿太阳电池具有复合空穴传输层，无机材料的加入提高了空穴传输层整体的空穴迁移率，减小了光生载流子的复合，使其具有更高的光电转化效率及短路电流，减少了钙钛矿光吸收层的表面粗糙度，进一步提高电池的短路电流，同时降低了钙钛矿太阳电池的成本，简化了生产工艺，对钙钛矿太阳电池的进一步发展起到积极的作用。

Description

一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法
技术领域
本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法。
背景技术
有机无机卤素铅钙钛矿材料(CH3NH3PbI3)具有较高的电荷迁移率和电荷扩散长度、出色的光吸收系数、合适的禁带宽度等优点。此外，钙钛矿材料所含的元素在地球上含量丰富且容易提取。因此，钙钛矿材料受到了广泛的关注，目前基于钙钛矿材料的太阳电池发展迅速，最高效率已经超过了20％。
钙钛矿太阳电池的空穴传输材料分为有机类与无机类，其中最常用的为有机Spiro-OMeTAD空穴传输材料。虽然采用此类空穴传输材料制备的钙钛矿太阳电池具有较高的能量转换效率，但这些材料价格昂贵，增加了应用成本，同时这些有机材料制备流程复杂，稳定性差，对钙钛矿电池的规模化应用提出了巨大的挑战。为了解决钙钛矿太阳电池成本高，空穴传输材料制备工艺复杂、稳定性差等难题，在保证钙钛矿太阳电池能量转换效率的前提下，探索新型空穴传输材料，降低钙钛矿太阳电池的成本具有重大意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，采取的技术方案如下：
一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，所述的钙钛矿太阳电池包括导电玻璃、二氧化钛致密层、二氧化钛骨架层、钙钛矿光吸收层、复合空穴传输层和对电极，所述复合空穴传输层的制备材料包括乙酰丙酮铜和Spiro-OMeTAD。
所述复合空穴传输层的制备方法为：将乙酰丙酮铜前驱体溶液旋涂于钙钛矿光吸收层上，在温度为80-100℃下加热结晶20min；冷却到室温后，再旋涂上20μl的Spiro-OMeTAD溶液，获得复合空穴传输层。
所述的一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)二氧化钛致密层的制备：在清洗过的导电玻璃上旋涂二氧化钛致密层溶液，加热结晶，获得厚度为50-70nm的二氧化钛致密层；
(2)二氧化钛骨架层的制备：将获得的二氧化钛致密层自然冷却到室温后，在其上旋涂二氧化钛骨架层溶液，加热结晶，获得二氧化钛骨架层；
(3)钙钛矿光吸收层的制备：将获得的二氧化钛骨架层冷却到室温后，利用两步旋涂法制作钙钛矿光吸收层；
首先将30-50μl碘化铅溶液滴在二氧化钛骨架层上，在3000-4000r/s下旋涂30s，然后在温度为70-90℃下加热结晶30min；冷却到室温后，再将70-100μl碘甲胺溶液喷涂于碘化铅上，反应20-40s，然后在3000r/s下旋涂30s，最后在温度为70-90℃下加热结晶30min，获得钙钛矿光吸收层；
(4)复合空穴传输层的制备：将获得的钙钛矿光吸收层冷却到室温后，将乙酰丙酮铜前驱体溶液旋涂于钙钛矿光吸收层上，在温度为80-100℃下加热结晶20min；冷却到室温后，再旋涂上20μl的Spiro-OMeTAD溶液，获得复合空穴传输层；
(5)对电极的制备：真空条件下，在复合空穴传输层上蒸镀厚度为60-80nm的金，作为对电极，获得基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池。
所述乙酰丙酮铜前驱体溶液的浓度为0.5-3mg/ml，溶剂为邻二氯苯。
所述乙酰丙酮铜前驱体溶液的旋涂的转速为4000r/s，时间为30s；Spiro-OMeTAD溶液旋涂的转速为4000r/s，时间为20s。
步骤(1)中所述二氧化钛致密层溶液的用量为30-50μl，旋涂转速为3000r/s，旋涂时间为30s。
步骤(2)中所述二氧化钛骨架层溶液的用量为30-50μl，旋涂转速为3000-5000r/s，旋涂时间为30s；二氧化钛骨架层溶液中，二氧化钛颗粒的直径为18nm。
步骤(3)中所述碘化铅溶液的浓度为300-600mg/ml，溶剂为DMF；所述碘甲胺溶液的浓度为6-10mg/ml，溶剂为异丙醇。
步骤(3)中碘化铅溶液滴于二氧化钛骨架层上，静置30-60s后再旋涂，使碘化铅更加充分铺满于介孔层表面及适当的渗透于其中；旋涂完毕后静置2-5min后再加热结晶，有利于碘化铅在空气中氧化产生合适的孔隙以便与碘甲胺更加充分的反应。
所述制备方法除步骤(1)与(2)的加热结晶过程及步骤(5)外，均在水含量低于30％的手套箱中进行。
本发明的有益效果为：所述制备方法制备的钙钛矿太阳电池具有有机材料(Spiro-OMeTAD)与无机材料(铜氧化物)组成的复合空穴传输层，由于无机材料的加入提高了空穴传输层整体的空穴迁移率，减小了光生载流子的复合；与只具备有机Spiro-OMeTAD空穴传输层的钙钛矿太阳电池相比具有更高的光电转化效率及短路电流，同时由于无机层的修饰，可减少由液相法合成的钙钛矿光吸收层的表面粗糙度，进一步提高电池的短路电流。另外，无机空穴材料的引入减小了有机材料Spiro-OMeTAD溶液的用量，降低了钙钛矿太阳电池的成本，简化了生产工艺，对钙钛矿太阳电池的进一步发展起到积极的作用。
附图说明
图1为本发明所述制备方法制备的钙钛矿太阳电池的结构示意图。
图2为本发明所述制备方法所制备的钙钛矿太阳电池的J-V曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述，本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
(1)导电玻璃的清洗：将导电玻璃切成15mm×13mm，利用锌粉与盐酸将其中间刻蚀掉2mm后，在重铬酸钾洗液中浸泡30min，取出用清水冲干；然后浸泡在洗涤液中超声2h，取出分别用清水、去离子水、乙醇冲洗干净放入烘箱烘干；
(2)二氧化钛致密层的制备：在清洗过的导电玻璃上，旋涂二氧化钛致密层溶液，二氧化钛致密层溶液的用量为40μl，旋涂转速为3000r/s，时间为30s，旋涂后放入程序控温加热台进行加热结晶，获得厚度为50-70nm的二氧化钛致密层；
(3)二氧化钛骨架层的制备：将获得的二氧化钛致密层自然冷却到室温后移入手套箱内，然后在二氧化钛致密层上旋涂二氧化钛骨架层溶液，二氧化钛骨架层溶液的用量为35μl，旋涂转速为5000r/s，时间为30s，旋涂后放入程序控温加热台加热结晶，获得二氧化钛骨架层；
(4)钙钛矿光吸收层的制备：在使用的前一夜配制好碘化铅溶液，并在60℃下加热搅拌溶解，碘化铅溶液的浓度为462mg/ml，然后在使用前1h将其加热至70℃，并在实验过程中保证恒温以确保碘化铅的溶解度；旋涂前1h配置碘甲胺溶液，浓度为8mg/ml，并持续搅拌；
待二氧化钛骨架层冷却到室温后移入手套箱内，取40μl碘化铅溶液滴在二氧化钛骨架层上，静置50s后在4000r/s下旋转30s，冷却4min后将其移至钛加热板上，在70℃下加热结晶30min；
冷却至室温后，取100μl碘甲胺溶液，将其一次性从样品一角注射铺满样品，反应20s后在3000r/s下旋涂30s，移至钛加热板上，在70℃下加热结晶30min，获得钙钛矿光吸收层；
(5)复合空穴传输层的制备：在使用的前两小时配置乙酰丙酮铜前驱体溶液，溶剂为邻二氯苯，浓度为0.6mg/ml；
待钙钛矿光吸收层冷却至室温后，取40μl乙酰丙酮铜前驱体滴在钙钛矿光吸收层上，在4000r/s下，旋涂20s，旋涂后在80℃下加热结晶20min；冷却至室温后，再将20μlSpiro-OMeTAD溶液，在4000r/s下旋涂20s，获得复合空穴传输层；
(6)蒸镀对电极：利用超真空镀膜机在1×10-5pa下，在复合空穴传输层上蒸镀厚度为80nm的金，作为对电极，获得基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池，其结构示意图如图1所示，J-V曲线图如图2所示。
实施例2
(1)导电玻璃的清洗：将导电玻璃切成15mm×13mm，利用锌粉与盐酸将其中间刻蚀掉2mm后，在重铬酸钾洗液中浸泡30min，取出用清水冲干；然后浸泡在洗涤液中超声2h，取出分别用清水、去离子水、乙醇冲洗干净放入烘箱烘干；
(2)二氧化钛致密层的制备：在清洗过的导电玻璃上，旋涂二氧化钛致密层溶液，二氧化钛致密层溶液的用量为35μl，旋涂转速为3000r/s，时间为30s，旋涂后放入程序控温加热台进行加热结晶，获得厚度为50-70nm的二氧化钛致密层；
(3)二氧化钛骨架层的制备：将获得的二氧化钛致密层自然冷却到室温后移入手套箱内，在二氧化钛致密层上旋涂二氧化钛骨架层溶液，二氧化钛骨架层溶液的用量为35μl，旋涂转速为5000r/s，时间为30s，旋涂后放入程序控温加热台加热结晶，获得二氧化钛骨架层；
(4)钙钛矿光吸收层的制备：在使用的前一夜配制好碘化铅溶液，并在60℃下加热搅拌溶解，碘化铅溶液的浓度为462mg/ml，然后在使用前1h将其加热至70℃，并在实验过程中保证恒温以确保碘化铅的溶解度；旋涂前1h配置碘甲胺溶液，浓度为8mg/ml，并持续搅拌；
待二氧化钛骨架层冷却到室温后移入手套箱内，取40μl碘化铅溶液滴在二氧化钛骨架层上，静置40s后在4000r/s下旋转30s，冷却4min后移至钛加热板上，在80℃下加热结晶30min；
冷却至室温后，取80μl碘甲胺溶液，将其一次性从样品一角注射铺满样品，反应30s后在3000r/s下旋涂30s，移至钛加热板上，在80℃下加热结晶30min，获得钙钛矿光吸收层；
(5)复合空穴传输层的制备：在使用的前两小时配置乙酰丙酮铜前驱体溶液，溶剂为邻二氯苯，浓度为1.0mg/ml；
待钙钛矿光吸收层冷却至室温后，取40μl乙酰丙酮铜前驱体滴在钙钛矿光吸收层上，在4000r/s下，旋涂20s，旋涂后在80℃下加热结晶20min；冷却至室温后，再将20μlSpiro-OMeTAD溶液，在4000r/s下旋涂20s，获得复合空穴传输层；
(6)蒸镀对电极：利用超真空镀膜机在1×10-5pa下，在复合空穴传输层上蒸镀厚度为80nm的金，作为对电极，获得基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池。
实施例3
(1)导电玻璃的清洗：将导电玻璃切成15mm×13mm，利用锌粉与盐酸将其中间刻蚀掉2mm后，在重铬酸钾洗液中浸泡30min，取出用清水冲干；然后浸泡在洗涤液中超声2h，取出分别用清水、去离子水、乙醇冲洗干净放入烘箱烘干；
(2)二氧化钛致密层的制备：在清洗过的导电玻璃上，旋涂二氧化钛致密层溶液，二氧化钛致密层溶液的用量为45μl，旋涂转速为3000r/s，时间为30s，旋涂后放入程序控温加热台进行加热结晶，获得厚度为50-70nm的二氧化钛致密层；
(3)二氧化钛骨架层的制备：将获得的二氧化钛致密层自然冷却到室温后移入手套箱内，在二氧化钛致密层上旋涂二氧化钛骨架层溶液，二氧化钛骨架层溶液的用量为35μl，旋涂转速为5000r/s，时间为30s，旋涂后放入程序控温加热台加热结晶，获得二氧化钛骨架层；
(4)钙钛矿光吸收层的制备：在使用的前一夜配制好碘化铅溶液，并在60℃下加热搅拌溶解，碘化铅溶液的浓度为462mg/ml，然后在使用前1h将其加热至70℃，并在实验过程中保证恒温以确保碘化铅的溶解度；旋涂前1h配置碘甲胺溶液，浓度为8mg/ml，并持续搅拌；
待二氧化钛骨架层冷却到室温后移入手套箱内，取40μl碘化铅溶液滴在二氧化钛骨架层上，静置50s后在4000r/s下旋转30s，冷却4min后移至钛加热板上，在70℃下加热结晶30min；
冷却至室温后，取100μl碘甲胺溶液，将其一次性从样品一角注射铺满样品，反应20s后在3000r/s下旋涂30s，移至钛加热板上，在70℃下加热结晶30min，获得钙钛矿光吸收层；
(5)复合空穴传输层的制备：在使用的前两小时配置乙酰丙酮铜前驱体溶液，溶剂为邻二氯苯，浓度为0.8mg/ml；
待钙钛矿光吸收层冷却至室温后，取40μl乙酰丙酮铜前驱体滴在钙钛矿光吸收层上，在4000r/s下，旋涂20s，旋涂后在80℃下加热结晶20min；冷却至室温后，再将20μlSpiro-OMeTAD溶液，在4000r/s下旋涂20s，获得复合空穴传输层；
(6)蒸镀对电极：利用超真空镀膜机在1×10-5pa下，在复合空穴传输层上蒸镀厚度为80nm的金，作为对电极，获得基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池。
实施例4
(1)导电玻璃的清洗：将导电玻璃切成15mm×13mm，利用锌粉与盐酸将其中间刻蚀掉2mm后，在重铬酸钾洗液中浸泡30min，取出用清水冲干；然后浸泡在洗涤液中超声2h，取出分别用清水、去离子水、乙醇冲洗干净放入烘箱烘干；
(2)二氧化钛致密层的制备：在清洗过的导电玻璃上，旋涂二氧化钛致密层溶液，二氧化钛致密层溶液的用量为40μl，旋涂转速为3000r/s，时间为30s，旋涂后放入程序控温加热台进行加热结晶，获得厚度为50-70nm的二氧化钛致密层；
(3)二氧化钛骨架层的制备：将获得的二氧化钛致密层自然冷却到室温后移入手套箱内，在二氧化钛致密层上旋涂二氧化钛骨架层溶液，二氧化钛骨架层溶液的用量为35μl，旋涂转速为5000r/s，时间为30s，旋涂后放入程序控温加热台加热结晶，获得二氧化钛骨架层；
(4)钙钛矿光吸收层的制备：在使用的前一夜配制好碘化铅溶液，并在60℃下加热搅拌溶解，碘化铅溶液的浓度为462mg/ml，然后在使用前1h将其加热至70℃，并在实验过程中保证恒温以确保碘化铅的溶解度；旋涂前1h配置碘甲胺溶液，浓度为8mg/ml，并持续搅拌；
待二氧化钛骨架层冷却到室温后移入手套箱内，取40μl碘化铅溶液滴在二氧化钛骨架层上，静置50s后在4000r/s下旋转30s，冷却4min后移至钛加热板上，在70℃下加热结晶30min；
冷却至室温后，取100μl碘甲胺溶液，将其一次性从样品一角注射铺满样品，反应20s后在3000r/s下旋涂30s，移至钛加热板上，在70℃下加热结晶30min，获得钙钛矿光吸收层；
(5)复合空穴传输层的制备：在使用的前两小时配置乙酰丙酮铜前驱体溶液，溶剂为邻二氯苯，浓度为1.2mg/ml；
待钙钛矿光吸收层冷却至室温后，取40μl乙酰丙酮铜前驱体滴在钙钛矿光吸收层上，在4000r/s下，旋涂20s，旋涂后在80℃下加热结晶20min；冷却至室温后，再将20μlSpiro-OMeTAD溶液，在4000r/s下旋涂20s，获得复合空穴传输层；
(6)蒸镀对电极：利用超真空镀膜机在1×10-5pa下，在复合空穴传输层上蒸镀厚度为80nm的金，作为对电极，获得基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池。
实施例5
(1)导电玻璃的清洗：将导电玻璃切成15mm×13mm，利用锌粉与盐酸将其中间刻蚀掉2mm后，在重铬酸钾洗液中浸泡30min，取出用清水冲干；然后浸泡在洗涤液中超声2h，取出分别用清水、去离子水、乙醇冲洗干净放入烘箱烘干；
(2)二氧化钛致密层的制备：在清洗过的导电玻璃上，旋涂二氧化钛致密层溶液，二氧化钛致密层溶液的用量为40μl，旋涂转速为3000r/s，时间为30s，旋涂后放入程序控温加热台进行加热结晶，获得厚度为50-70nm的二氧化钛致密层；
(3)二氧化钛骨架层的制备：将获得的二氧化钛致密层自然冷却到室温后移入手套箱内，在二氧化钛致密层上旋涂二氧化钛骨架层溶液，二氧化钛骨架层溶液的用量为35μl，旋涂转速为5000r/s，时间为30s，旋涂后放入程序控温加热台加热结晶，获得二氧化钛骨架层；
(4)钙钛矿光吸收层的制备：在使用的前一夜配制好碘化铅溶液，并在60℃下加热搅拌溶解，碘化铅溶液的浓度为462mg/ml，然后在使用前1h将其加热至70℃，并在实验过程中保证恒温以确保碘化铅的溶解度；旋涂前1h配置碘甲胺溶液，浓度为8mg/ml，并持续搅拌；
待二氧化钛骨架层冷却到室温后移入手套箱内，取40μl碘化铅溶液滴在二氧化钛骨架层上，静置50s后在4000r/s下旋转30s，冷却4min后将其移至钛加热板上，在70℃下加热结晶30min；
冷却至室温后，取100μl碘甲胺溶液，将其一次性从样品一角注射铺满样品，反应20s后在3000r/s下旋涂30s，移至钛加热板上，在70℃下加热结晶30min，获得钙钛矿光吸收层；
(5)复合空穴传输层的制备：在使用的前两小时配置乙酰丙酮铜前驱体溶液，溶剂为邻二氯苯，浓度为1.4mg/ml；
待钙钛矿光吸收层冷却至室温后，取40μl乙酰丙酮铜前驱体滴在钙钛矿光吸收层上，在4000r/s下，旋涂20s，旋涂后在80℃下加热结晶20min；冷却至室温后，再将20μlSpiro-OMeTAD溶液，在4000r/s下旋涂20s，获得复合空穴传输层；
(6)蒸镀对电极：利用超真空镀膜机在1×10-5pa下，在复合空穴传输层上蒸镀厚度为80nm的金，作为对电极，获得基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池。

Claims (9)

1.一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，所述的钙钛矿太阳电池包括导电玻璃、二氧化钛致密层、二氧化钛骨架层、钙钛矿光吸收层、复合空穴传输层和对电极，其特征在于，所述复合空穴传输层的制备材料包括乙酰丙酮铜和Spiro-OMeTAD；所述复合空穴传输层的制备方法为：将乙酰丙酮铜前驱体溶液旋涂于钙钛矿光吸收层上，在温度为80-100℃下加热结晶20min；冷却到室温后，再旋涂上20μl的Spiro-OMeTAD溶液，获得复合空穴传输层。
2.根据权利要求1所述的一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)二氧化钛致密层的制备：在清洗过的导电玻璃上旋涂二氧化钛致密层溶液，加热结晶，获得厚度为50-70nm的二氧化钛致密层；
(2)二氧化钛骨架层的制备：将获得的二氧化钛致密层自然冷却到室温后，在其上旋涂二氧化钛骨架层溶液，加热结晶，获得二氧化钛骨架层；
(3)钙钛矿光吸收层的制备：将获得的二氧化钛骨架层冷却到室温后，利用两步旋涂法制作钙钛矿光吸收层；
首先将30-50μl碘化铅溶液滴在二氧化钛骨架层上，在3000-4000r/s下旋涂30s，然后在温度为70-90℃下加热结晶30min；冷却到室温后，再将70-100μl碘甲胺溶液喷涂于碘化铅上，反应20-40s，然后在3000r/s下旋涂30s，最后在温度为70-90℃下加热结晶30min，获得钙钛矿光吸收层；
(4)复合空穴传输层的制备：将获得的钙钛矿光吸收层冷却到室温后，将乙酰丙酮铜前驱体溶液旋涂于钙钛矿光吸收层上，在温度为80-100℃下加热结晶20min；冷却到室温后，再旋涂上20μl的Spiro-OMeTAD溶液，获得复合空穴传输层；
(5)对电极的制备：真空条件下，在复合空穴传输层上蒸镀厚度为60-80nm的金，作为对电极，获得基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池。
3.根据权利要求1所述的一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，所述乙酰丙酮铜前驱体溶液的浓度为0.5-3mg/ml，溶剂为邻二氯苯。
4.根据权利要求1所述的一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，所述乙酰丙酮铜前驱体溶液的旋涂的转速为4000r/s，时间为30s；Spiro-OMeTAD溶液旋涂的转速为4000r/s，时间为20s。
5.根据权利要求2所述的一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述二氧化钛致密层溶液的用量为30-50μl，旋涂转速为3000r/s，旋涂时间为30s。
6.根据权利要求2所述的一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述二氧化钛骨架层溶液的用量为30-50μl，旋涂转速为3000-5000r/s，旋涂时间为30s；二氧化钛骨架层溶液中，二氧化钛颗粒的直径为18nm。
7.根据权利要求2所述的一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述碘化铅溶液的浓度为300-600mg/ml，溶剂为DMF；所述碘甲胺溶液的浓度为6-10mg/ml，溶剂为异丙醇。
8.根据权利要求2所述的一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)中碘化铅溶液滴于二氧化钛骨架层上，静置30-60s后再旋涂；旋涂完毕后静置2-5min后再加热结晶。
9.根据权利要求2所述的一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法除步骤(1)与(2)的加热结晶过程及步骤(5)外，均在水含量低于30％的手套箱中进行。
CN201610154508.6A 2016-03-17 2016-03-17 一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法 Expired - Fee Related CN105826476B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610154508.6A CN105826476B (zh) 2016-03-17 2016-03-17 一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610154508.6A CN105826476B (zh) 2016-03-17 2016-03-17 一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105826476A CN105826476A (zh) 2016-08-03
CN105826476B true CN105826476B (zh) 2018-07-31

Family

ID=56523519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610154508.6A Expired - Fee Related CN105826476B (zh) 2016-03-17 2016-03-17 一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105826476B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107564728A (zh) * 2017-08-15 2018-01-09 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种新型染料敏化电池的制备方法
CN108682702A (zh) * 2018-06-06 2018-10-19 北京大学 一种光电器件用复合空穴传输层材料及其制备方法
CN110350092B (zh) * 2019-07-19 2023-03-24 陕西师范大学 一种具有双电子传输层和双空穴传输层的钙钛矿太阳电池及其制备方法
CN112018245A (zh) * 2020-08-31 2020-12-01 福州大学 锐钛矿二氧化钛介晶电子传输层及其低温制备方法以及在钙钛矿太阳能电池中的应用
CN113363394B (zh) * 2021-06-02 2022-05-13 吉林大学 一种钙钛矿电池制备方法
CN116918481A (zh) * 2021-12-30 2023-10-20 宁德时代新能源科技股份有限公司 钙钛矿电池、其制备方法、以及包含其的光伏组件

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102769103A (zh) * 2012-07-11 2012-11-07 华北电力大学 一种聚合物太阳能电池阳极修饰材料及其修饰方法
CN102933496A (zh) * 2010-06-08 2013-02-13 住友金属矿山株式会社 金属氧化物膜的制造方法及金属氧化物膜、使用该金属氧化物膜的元件、带有金属氧化物膜的基板以及使用该基板的器件
CN103746078A (zh) * 2014-01-27 2014-04-23 北京大学 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN204029873U (zh) * 2014-08-12 2014-12-17 中国乐凯集团有限公司 一种平面异质结钙钛矿太阳能电池
CN104485423A (zh) * 2014-11-28 2015-04-01 武汉工程大学 一种以溶液法制备的CrOx薄膜为阳极界面层的平面结构钙钛矿光伏电池及其制备方法
CN104737320A (zh) * 2012-08-03 2015-06-24 洛桑联邦理工学院 有机金属卤化物钙钛矿异质结太阳能电池及其制造
CN104769736A (zh) * 2012-09-18 2015-07-08 埃西斯创新有限公司 光电器件
CN104953031A (zh) * 2014-03-27 2015-09-30 株式会社理光 钙钛矿型太阳能电池

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160083850A (ko) * 2013-09-04 2016-07-12 다이솔 엘티디 광전지 장치
US11217751B2 (en) * 2014-04-03 2022-01-04 The Hong Kong Polytechnic University Crystal control and stability for high-performance perovskite solar cell

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102933496A (zh) * 2010-06-08 2013-02-13 住友金属矿山株式会社 金属氧化物膜的制造方法及金属氧化物膜、使用该金属氧化物膜的元件、带有金属氧化物膜的基板以及使用该基板的器件
CN102769103A (zh) * 2012-07-11 2012-11-07 华北电力大学 一种聚合物太阳能电池阳极修饰材料及其修饰方法
CN104737320A (zh) * 2012-08-03 2015-06-24 洛桑联邦理工学院 有机金属卤化物钙钛矿异质结太阳能电池及其制造
CN104769736A (zh) * 2012-09-18 2015-07-08 埃西斯创新有限公司 光电器件
CN103746078A (zh) * 2014-01-27 2014-04-23 北京大学 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN104953031A (zh) * 2014-03-27 2015-09-30 株式会社理光 钙钛矿型太阳能电池
CN204029873U (zh) * 2014-08-12 2014-12-17 中国乐凯集团有限公司 一种平面异质结钙钛矿太阳能电池
CN104485423A (zh) * 2014-11-28 2015-04-01 武汉工程大学 一种以溶液法制备的CrOx薄膜为阳极界面层的平面结构钙钛矿光伏电池及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Growth of CH3Nh3PbI3 cuboids with controlled size for high-efficiency perovskite solar cells";Jeong-Hyeok Im;《Nature Nanotechnology》;20140831;第9卷(第11期);927-932 *
"High-Performance Polymer Solar Cells with Solution-Processed and Environmentally Friendly CuOx Anode Buffer Layer";Qi Xu et al.;《Applied Materials & Interfaces》;20131004;第5卷(第21期);10658-10664 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105826476A (zh) 2016-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105826476B (zh) 一种基于复合空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法
CN107240643B (zh) 溴元素掺杂甲胺铅碘钙钛矿太阳能电池及其制作方法
CN108878554A (zh) 基于镧系稀土离子掺杂CsPbBr3的全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用
CN106299136B (zh) 一种室温溶解碘化铅制备掺杂钙钛矿薄膜电池的方法
CN106384785B (zh) 一种锡掺杂甲基铵基碘化铅钙钛矿太阳能电池
CN107919439A (zh) 一种稳定的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN107611191B (zh) 一种无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN108666424B (zh) 一种基于醋酸甲胺室温熔盐作绿色溶剂制备钙钛矿太阳能电池及其方法和应用
CN104362253A (zh) 全固态钙钛矿微晶硅复合太阳电池及其制备方法
CN109378386B (zh) 调控无铅钙钛矿太阳能电池形貌的方法及制备的电池器件
CN109037398A (zh) 一种铯锡碘薄膜的制备方法及基于其的光伏器件
CN109659394A (zh) 一种高质量全无机钙钛矿薄膜材料的制备方法及应用
CN105006524A (zh) 固雾界面反应制备钙钛矿太阳能电池钙钛矿层的方法
CN110350092A (zh) 一种具有双电子传输层和双空穴传输层的钙钛矿太阳电池及其制备方法
CN106025075A (zh) 一种潮湿空气中制备高效率钙钛矿太阳能电池的方法
CN108470833A (zh) 界面修饰的氧化锌纳米棒阵列作为电子传输层在制备钙钛矿太阳能电池中的应用
CN109786555A (zh) 一种钙钛矿太阳能电池及制备方法
CN106653927B (zh) 一种基于Cs2SnI6＆CH3NH3PbI3体异质结的太阳能电池的制备方法
CN108922971A (zh) 一种快速提升基于有机空穴传输层钙钛矿太阳能电池性能的工艺
CN105810831A (zh) 一种铅锡混合钙钛矿薄膜、其制备方法及应用
CN110246971A (zh) 基于前氧化空穴传输层的无机钙钛矿太阳能电池及制备方法
CN107706309B (zh) 一种平面钙钛矿太阳能电池的制备方法
CN106206839A (zh) 一种制备钙钛矿太阳能电池的溶剂热处理方法
CN107180914B (zh) 一种钙钛矿薄膜电池的制备方法
CN220023501U (zh) 一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180731

Termination date: 20190317

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee