0220] 因此，本發(fā)明還提供一種太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池包括基板、至少一個(gè)（例如 有機(jī)-無(wú)機(jī)）鈣鈦礦層、導(dǎo)電層和任選地至少一個(gè)另外的層，其中至少一個(gè)鈣鈦礦層被設(shè)置 在所述基板上，直接地在所述基板上或在所述至少一個(gè)另外的層上，其中所述至少一個(gè)另 外的層不同于骨架結(jié)構(gòu)層。
[0221] 本發(fā)明的太陽(yáng)能電池還可以包括是電池的對(duì)電極并且由導(dǎo)電材料例如金屬制造 的導(dǎo)電層。對(duì)電極可以直接地或通過(guò)被連接于外部電流的集電器被連接于導(dǎo)電性支撐體層 (導(dǎo)電玻璃或塑料）。
[0222] 本發(fā)明還提供一種光伏電池，所述光伏電池不含骨架結(jié)構(gòu)層。
[0223] 通過(guò)在選自以下的基板上形成如本文描述的元件可以將本發(fā)明的元件或異質(zhì)結(jié) 集成到電子裝置特別是光伏電池中：玻璃、導(dǎo)電玻璃、FT0、ΙΤ0、硅（單晶的或多晶的）、導(dǎo) 電聚合物、金屬、薄膜和有機(jī)半導(dǎo)體基板，所述薄膜可以由通過(guò)諸如CVD(化學(xué)氣相沉積）、 PVD(壓力氣相沉積）的手段沉積的半導(dǎo)體材料組成。
[0224] 在某些實(shí)施方案中，光伏電池被沉積在導(dǎo)電性玻璃基板上。
[0225] 在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的元件或異質(zhì)結(jié)是發(fā)光日光（光）集中器并且基板可 以是硅或玻璃（或任何其他的）。在某些實(shí)施方案中，光集中器是光伏電池裝置中的元件。
[0226] 在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的元件或異質(zhì)結(jié)可以被集成為在基板上的多電池陣 列，獲得太陽(yáng)能電池板裝置。
[0227] 在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的裝置是柔性的和/或在低的溫度下形成。
[0228] 在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的裝置在高的電流下操作。
[0229] 附圖簡(jiǎn)述
[0230] 為了更好地理解本文公開(kāi)的主題內(nèi)容并且為了例示其在實(shí)踐中可以被如何實(shí)施， 現(xiàn)在將通過(guò)僅非限制性實(shí)施例的方式，參照附圖描述實(shí)施方案，在附圖中：
[0231] 圖1描繪了具有單銨（R-NH/)或二銨（NH/-R-NH/)有機(jī)陽(yáng)離子的單層取向的鈣鈦 礦。二價(jià)（M 2+)金屬通常占據(jù)金屬位點(diǎn)。
[0232] 圖2A-B提供根據(jù)本發(fā)明的示例性的鈣鈦礦肖特基太陽(yáng)能電池的方案：圖2A-是太 陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的方案；圖2B-提供能級(jí)圖。如示出的，光被分層的鈣鈦礦吸收，傳導(dǎo)和原子 價(jià)分別地允許向金屬和向?qū)щ娦酝该骰宓碾娮幼⑷牒涂昭▊鬏敗?br>[0233] 圖3A-B提供被沉積在FTO玻璃上的CH3NH3PbIj?鈦礦晶體的以不同的放大率（圖 3A-20, 000的放大率并且圖3B的100, 000的放大率）的兩個(gè)高分辨率的SEM圖像。
[0234] 實(shí)施方案的詳細(xì)描述
[0235] 本領(lǐng)域中已知的太陽(yáng)能電池通常利用包括在3-D基體中的骨架層的電池結(jié)構(gòu)，增 加電池的表面積，這通過(guò)增加電池的每體積單位被吸收的光和/或減少?gòu)?fù)合發(fā)生來(lái)增加電 池效率。典型地，骨架結(jié)構(gòu)由半導(dǎo)體材料提供，例如金屬氧化物（鈦氧化物）。骨架結(jié)構(gòu)可以 是大體上多孔的層或包含精細(xì)的粉末的層（可以是在數(shù)百納米或更少的級(jí)別上的顆粒）。
[0236] 與已知的太陽(yáng)能電池相比，本發(fā)明提供不需要骨架結(jié)構(gòu)層以操作的太陽(yáng)能電池。 鈣鈦礦層直接地或間接地（如本文所定義）存在于基板上而沒(méi)有任何介于中間的骨架結(jié)構(gòu) 層例如TiO 2。
[0237] 制造的方式
[0238] 有機(jī)-無(wú)機(jī)鈣鈦礦通過(guò)旋涂至導(dǎo)電性透明基板上被沉積，在室溫下干燥后膜改 變其顏色，這指示以固態(tài)的鈣鈦礦的形成。在沉積之后鈣鈦礦膜在氬氣下在100 °c下退火 15min。最后，對(duì)電極通過(guò)金屬的熱蒸發(fā)被沉積。
[0239] 太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)在圖2中示出。圖2A提供太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的方案；圖2B描繪能 級(jí)圖，其中光被分層的鈣鈦礦吸收，傳導(dǎo)和原子價(jià)應(yīng)當(dāng)分別地允許向金屬和向?qū)щ娦酝该?基板的電子注入和空穴傳輸。
[0240] 方法和裝置制造
[0241] I. CH3NH3I如早前描述地通過(guò)使30mL的甲胺（在甲醇中的40 %，TCI)和32. 3mL 的氫碘酸（在水中的57wt%，Aldrich)在250mL圓底燒瓶中在0°C下在攪拌下反應(yīng)持續(xù)2h 來(lái)合成。沉淀物通過(guò)把溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（rotavap)上并且在50°C下小心地除去溶劑 被回收。碘化甲銨（CH3NH 3I)的淡黃色的粗產(chǎn)物用乙醇通過(guò)攪拌混合物持續(xù)30min來(lái)洗滌。 然后混合物被過(guò)濾并且被乙醚洗滌。洗滌步驟被重復(fù)三次。在過(guò)濾之后，固體被收集并且 在真空烘箱中在60°C下干燥持續(xù)24h。
[0242] 裝置制造：
[0243] L裝置的基板是SnO2 = F(FTO)導(dǎo)電玻璃（15 Ω .cm 1Jilkingt0 η)。使用二異丙 氧基雙（乙酰丙酮）鈦（TiDIP，在異丙醇中的75%，Aldrich)在乙醇中的溶液將阻擋層沉 積在FTO玻璃上。TiDIP溶液被旋涂并且然后在450°C下退火持續(xù)35min。
[0244] 2. CH3NH3PbI^基板表面上的合成通過(guò)二步沉積技術(shù)進(jìn)行。首先，PbI 2被滴落至基 板上并且在多個(gè)等待時(shí)間時(shí)期（lmin、l. 5min、3min、或5min)之后被旋涂，隨后在70°C下退 火持續(xù)30min。在第二步驟中，電池在70°C下被浸漬到10mg/ml的CH 3NH3I溶液中持續(xù)20 秒，并且然后在70 °C下退火持續(xù)另外的30min。在浸漬和退火期間，CH3NH3PbI3被形成，這通 過(guò)電極的深褐色顏色指示。
[0245] 3.最終地，背接點(diǎn)通過(guò)在5X106托的壓力下蒸發(fā)50nm的金被沉積。有效面積是 0· 09cm2〇
[0246] 圖3A-B示出被沉積在FTO玻璃上的CH3NH3PbI 3鈣鈦礦晶體的高分辨率SEM圖像。 圖3A是低放大率，而圖3B是以較高的放大率。CH3NH 3PbI3晶體可以在鈣鈦礦的均勻并且連 續(xù)的膜中清楚地觀察到。
[0247] 基于由FTO玻璃、CH3NH3PbIjP作為背接點(diǎn)的金組成的鈣鈦礦電池的裝置的光伏 性能被測(cè)量并且被示出有前景的結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種元件，包括基板、至少一個(gè)巧鐵礦層、導(dǎo)電層、和任選地至少一個(gè)另外的層，其中 所述至少一個(gè)巧鐵礦層被設(shè)置在所述基板上，直接地在所述基板上或在被定位在所述基板 上的至少一個(gè)另外的層上，其中所述至少一個(gè)另外的層不同于骨架層。2. -種元件，包括基板、至少一個(gè)巧鐵礦層、導(dǎo)電層、和任選地至少一個(gè)另外的層，其中 所述元件沒(méi)有骨架層。3. -種元件，包括基板、至少一個(gè)巧鐵礦層、導(dǎo)電層、任選地至少一個(gè)另外的層和另外 地任選地至少一個(gè)骨架層，其中所述巧鐵礦層被直接地設(shè)置在所述基板上。4. 一種元件，包括基板、至少一個(gè)巧鐵礦層、導(dǎo)電層、和任選地至少一個(gè)另外的層，其中 在所述基板上的所述至少一個(gè)巧鐵礦層提供平面結(jié)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中所述至少一個(gè)巧鐵礦層被直接地定位在所述基板 上。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的元件，其中所述巧鐵礦是有機(jī)-無(wú)機(jī)混合材料。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的元件，其中所述巧鐵礦材料是=維材料或二維 材料。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的元件，其中所述巧鐵礦材料具有選自AMX3、 AMX4、A2MX4、A3MX5、AzA'MXs和AMX3J'n的式 其中 A和A'獨(dú)立地選自有機(jī)陽(yáng)離子、金屬陽(yáng)離子和運(yùn)樣的陽(yáng)離子的任何組合； M是金屬陽(yáng)離子或金屬陽(yáng)離子的任何組合； X和X'獨(dú)立地選自陰離子和陰離子的任何組合；并且n在O至3之間。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子選自元素周期表的d區(qū)的第 IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB、IIB、IIIA、IVA和VA族的金屬元素。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是Li或Mg或化或K或化或 Cs或Be或化或Sr或Ba、Sc或Ti或V或化或化或Ni或化或化或Y或La或Zr或Nb 或Tc或Ru或Mo或化或W或Au或Pt或Pd或Ag或Co或Cd或Hf或化或Re或Os或Ir 或化或B或Al或Ga或In或Tl或C或Si或Ge或Sn或Pb或P或As或訊或Bi或0或 S或Se或Te或化或其任何組合。11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是選自周期表的d區(qū)的第IIIB、 IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB和IIB族的過(guò)渡金屬。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的元件，其中所述過(guò)渡金屬是選自Sc、Ti、V、化、Mn、Fe、Ni、 Cu、Zn、Y、Zr、佩、Tc、Ru、Mo、化、W、Au、Pt、Pd、Ag、Mn、Co、Cd、Hf、化、Re、Os、Ir和Hg或其 任何組合的金屬。13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是選自第IIIA、IVA和VA族的 后過(guò)渡金屬。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是Al或Ga或In或Tl或Sn或 化或Bi或其任何組合。15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是選自第IIIA、IVA、VA和VIA 族的半金屬。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是B或Si或Ge或As或Sb或 化或其任何組合。17. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是選自第IA族的堿金屬。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是堿金屬Li或Mg或化或K或 化或Cs。19. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是選自第IIA族的堿±金屬。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是Be或化或Sr或Ba。21. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是銅系元素。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的元件，其中所述元素是Ce或Pr或Gd或化或化或Dy或 化或Tm或Nd或孔或其任何組合。23. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是澗系元素。24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的元件，其中所述澗系元素是Ac或化或化或U或化或化 或Am或Cm或趾或Cf或Es或Fm或Md或No或Lr或其任何組合。25. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是二價(jià)金屬陽(yáng)離子。26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的元件，其中所述二價(jià)金屬選自化"、Ni"、Co"、化"、Mn"、 Cr"、PcT2、CcT2、Ge"、Sn+2、Pb"、Eu+2和孔"。27. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是=價(jià)金屬陽(yáng)離子。28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的元件，其中所述=價(jià)金屬是Bi"或訊"。29. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的元件，其中所述金屬陽(yáng)離子是化"。30. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的元件，其中所述有機(jī)陽(yáng)離子包含至少一個(gè)有機(jī)部分。31. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的元件，其中所述有機(jī)部分選自被取代的或未被取代的烷基、 被取代的或未被取代的締基、被取代的或未被取代的烘基、被取代的或未被取代的環(huán)烷基、 被取代的或未被取代的環(huán)締基、被取代的或未被取代的環(huán)烘基、被取代的或未被取代的芳 基、被取代的或未被取代的雜芳基、被取代的或未被取代的雜環(huán)基、被取代的或未被取代 的-NRiRz、被取代的或未被取代的-OR3、被取代的或未被取代的-SR4、被取代的或未被取代 的-S(0)Rg、被取代的或未被取代的亞烷基-C00H、和被取代的或未被取代的醋。32. 根據(jù)權(quán)利要求1至31中任一項(xiàng)所述的元件，其中所述巧鐵礦是巧鐵礦材料的一種 物質(zhì)。33. 根據(jù)權(quán)利要求1至31中任一項(xiàng)所述的元件，其中所述巧鐵礦是不同的巧鐵礦材料 的多種不同的物質(zhì)的組合。34. 根據(jù)權(quán)利要求1至31中任一項(xiàng)所述的元件，其中不同的巧鐵礦材料的不同的物質(zhì) 的數(shù)目是2或3或4或5或6或7或8或9或10種不同的巧鐵礦物質(zhì)。35. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的元件，其中所述巧鐵礦層是分層的巧鐵礦材料 的多層結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)層是不同的并且包含巧鐵礦材料的不同的物質(zhì)、或巧鐵礦材料的若 干種不同的物質(zhì)的不同的混合物。36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的元件，其中巧鐵礦多層中的每個(gè)層由不同的組合或相同的 組合但具有不同的巧鐵礦材料比率制造。37. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的元件，其中所述多層巧鐵礦包括2或3或4或5或6或7 或8或9或10個(gè)巧鐵礦層。38. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的元件，其中所述陰離子是面化物陰離子或硫族化物陰離子 或有機(jī)陰離子或含氧陰離子或其任何組合。39. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的元件，其中所述陰離子選自O(shè)2、N3、S和其任何組合。40. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的元件，其中所述陰離子是面化物陰離子。41. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的元件，其中所述陰離子選自W下原子的陰離子，所述原子 選自S、Se、Te和其任何組合。42. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的元件，其中所述陰離子選自乙酸根（CH3C00 )、甲酸根 (肥OO)、草酸根（C2〇42)、氯根（CN)和其任何組合。43. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的元件，其中所述陰離子是選自As〇43、As〇33、C〇32、肥〇3、 OH、N03、N02、P〇4 3、HP04 2、S〇4 2、服〇4、S2〇3 2、S〇3 2、Cl〇4、Cl〇3、Cl〇2、OCl、1〇3、化〇3、 OBr、化〇42、化207嘴其任何組合的含氧陰離子。44. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的元件，其中所述陰離子選自化、I、NCS、CN和NCO。45. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的元件，其中所述陰離子選自IBr\CI2I3、化2l呀RIzCl3。46. 根據(jù)權(quán)利要求8至45中任一項(xiàng)所述的元件，其中所述巧鐵礦材料是有機(jī)-無(wú)機(jī)巧 鐵礦混合物。47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的元件，其中在有機(jī)-無(wú)機(jī)巧鐵礦混合物中所述有機(jī)陽(yáng)離子 是有機(jī)一價(jià)陽(yáng)離子。48. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的元件，其中在有機(jī)-無(wú)機(jī)巧鐵礦混合物中所述有機(jī)陽(yáng)離子 是有機(jī)伯錠化合物、有機(jī)仲錠化合物、有機(jī)叔錠化合物或有機(jī)季錠化合物。49. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的元件，其中在有機(jī)-無(wú)機(jī)巧鐵礦混合物中所述有機(jī)陽(yáng)離子 是包含一個(gè)或更多個(gè)雜原子的碳（控）鏈，所述雜原子選自N、0和S。50. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的元件，其中所述雜原子是氮原子。51. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的元件，其中所述碳鏈包含一個(gè)或更多個(gè)面素。52. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的元件，其中所述碳鏈包含雜環(huán)基和/或雜芳基。53.