一種錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池，具體涉及一種錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池。
【背景技術】
[0002]太陽能直接轉化為電能的太陽能電池是當前可再生能源研究中的熱點。第一代是單晶硅為代表的單晶型太陽能電池；第二代是以碲化鎘(CdTe)和銅銦鎵砸化物(CIGS)為代表的薄膜太陽能電池；第三代是基于新材料和納米技術的新型太陽能電池。第一、第二代太陽能電池的效率已經(jīng)超過15%，并且都實現(xiàn)了商業(yè)化，這些太陽能電池技術的大規(guī)模應用受到諸如生產(chǎn)能耗大、原料稀缺，以及環(huán)保等困擾。相比之下，第三代太陽能電池具有低成本、能耗少、原料豐富等特點。自從2009年鈣鈦礦太陽能電池開始興起了，第三代太陽能電池的研究得到了極為廣泛的關注。起初鈣鈦礦太陽能電池的效率為3.8%，到目前該電池的效率可達到20.2%。在該鈣鈦礦太陽能電池中，含有Pb元素，鉛對人體有很大的危害，另外這種電池的空穴傳輸材料為2，2，，7，7，-四[N，N- 二(4-甲氧基苯基)氨基]_9，9，-螺二芴(spiro-MeOTAD)，這種有機物制備復雜，成本價高。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述目的，本實用新型提供的技術方案為一種錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，其采用碳纖維基底納米陣列二氧化鈦的三維結構具有更大的表面積，能吸附更多的鈣鈦礦吸收層，并且電子在垂直于導電基底的納米陣列二氧化結構中傳輸具有極高的傳輸速率和最低損耗。
[0004]一種錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，所述電池由固定件、導電連接件和六個分層組成；固定件，其通過通孔貫穿錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，位于相對兩邊；導電連接件，其為金屬材料，表面設有導電連接觸點；分層從下到上依次是導電玻璃、光陽極層、電子傳輸層、鈣鈦礦結構吸收層、無機空穴傳輸層、對電極層；
[0005]優(yōu)選的是，導電玻璃包含透明玻璃和粘貼在所述透明玻璃上的導電薄膜FT0。
[0006]優(yōu)選的是，導電玻璃厚度為3 mm?5 mm。
[0007]優(yōu)選的是，光陽極層為致密二氧化鈦。
[0008]優(yōu)選的是，電子傳輸層為介孔二氧化鈦。
[0009]優(yōu)選的是，鈣鈦礦結構吸收層厚度為400?600nm。
[0010]優(yōu)選的是，無機空穴傳輸層為碘化亞銅，厚度為100?330nm。
[0011]優(yōu)選的是，對電極層其材料為銀。
[0012]優(yōu)選的是，固定件材料為導電金屬，圓心位置為固定件插孔，導電連接觸點插入固定件插孔形成串聯(lián)。
[0013]本實用新型所述的有益效果是，設計了錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，用無機空穴層替代有機空穴層，降低制備成本同時也能提高電池的穩(wěn)定性。另外用錫鈣鈦礦，減少了鉛的使用，對環(huán)境友好，同時提高對可見光和部分紅外光的吸收，從而擴寬了光吸收。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型所述的一種錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池主體示意圖。
[0015]圖2為本實用新型所述的一種錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池的頂視圖。
[0016]圖3為本實用新型所述的一種錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池導電連接件示意圖。
[0017]圖4為本實用新型所述的一種錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池立體示意圖。
[0018]圖中:導電玻璃1、光陽極層2、電子傳輸層3、|丐鈦礦結構吸收層4、無機空穴傳輸層5、對陰極層6、固定件7、固定件插孔7.1、通孔8、導電連接件9、連接件觸點9.1。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0020]如圖1所示，本實用新型提供錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，包括:電固定件7、通孔8、導電連接件9和錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池分層結構，分層結構方向由下至上，首層為導電玻璃I相接第二層光陽極層2，第二層光陽極層2相接第三層電子傳輸層3，第三層電子傳輸層3相接第四層鈣鈦礦結構吸收層4，第四層鈣鈦礦結構吸收層4相接第五層空穴傳輸層5，第五層空穴傳輸層5相接第六層對電極層6。
[0021 ] 導電玻璃I，導電玻璃包含透明玻璃和粘貼在所述透明玻璃上的導電薄膜。導電薄膜為FTO膜，所述導電玻璃I厚度為3?5mm。
[0022]光陽極層2，其設置在導電玻璃上，材料為具有半導體性能的致密二氧化鈦，提高電池光電流。
[0023]電子傳輸層3，其其設置在光陽極層上，材料為介孔二氧化鈦，由于顆粒內(nèi)部介孔的存在，二氧化鈦的比表面積增大，其光催化性能也得到很大的提高，從而激發(fā)更多電子。
[0024]鈣鈦礦結構吸收層4，其設置在電子傳輸層3與無機空穴傳輸層5之間，錫鈣鈦礦層可以最大程度吸收可見光和部分紅外光，減少了鉛的使用量，具有電子傳輸與空穴傳輸兩種傳輸功能，并能有效地將不同波長的太陽光轉化為電力，從而顯著提高能效，厚度為400 ?600nmo
[0025]無機空穴傳輸層5，其選用無機空穴導體碘化亞銅(CuI)為材料，該材料有良好的透明度，并具有高空穴迀移率和電導率且穩(wěn)定性強，厚度為100?300nm。
[0026]對電極層6，其設置在無機空穴傳輸層5上，材料為銀，作用為將電池中的載流子輸送至外部電路。
[0027]固定件7，其通過通孔8貫穿錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，頂部與底部露出錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，將其各層固定，所述固定件7，設置在對錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池兩條相對邊緣處，每條邊緣處至少設有2個固定件7，其形態(tài)為空心圓，材料為金屬；固定件7空心部位為固定件插孔7.1，其位于固定件圓心位置，用于連接導電連接件9 ;導電連接件9其為金屬材料，表面設有連接件觸點9.1，導電連接件9包含表面設有2個連接件觸點9.1和表面設有4個連接件觸點9.1兩種；導電連接件9通過連接件觸點9.1插入固定件插孔7.1實現(xiàn)兩塊錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池串聯(lián)；
[0028]在另一個實施例中，錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池結構為:FT0導電玻璃1，光陽極層2為致密二氧化鈦，電子傳輸層3為介孔二氧化鈦，錫鈣鈦礦吸收層4厚度為400nm，無機空穴傳輸層5碘化亞銅厚度為lOOnm，對電極層6為銀。
[0029]在另一個實施例中，鈣鈦礦太陽能電池結構為:FT0導電玻璃1，光陽極層2為致密二氧化鈦，電子傳輸層3為介孔二氧化鈦，錫鈣鈦礦吸收層4厚度為500nm，無機空穴傳輸層5碘化亞銅厚度為200nm，對電極層6為銀。
[0030]在另一個實施例中，錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池結構為:FT0導電玻璃1，光陽極層2為致密二氧化鈦，電子傳輸層3為介孔二氧化鈦，錫鈣鈦礦吸收層4厚度為600nm，無機空穴傳輸層5碘化亞銅厚度為300nm，對電極層6為銀。
[0031]在另一個實施例中，多塊錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池通過頂部固定件7上的固定件插孔7.1連接導電連接件9即可形成加大錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池面積。
[0032]如上所述，本實用新型一種錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，用無機空穴層替代有機空穴層，降低制備成本同時也能提高電池的穩(wěn)定性。另外用錫鈣鈦礦，減少了鉛的使用，對環(huán)境友好，同時提高對可見光和部分紅外光的吸收，從而擴寬了光吸收。
[0033]盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實用新型并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1.一種錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，其特征在于，所述電池由固定件、導電連接件和六個分層組成； 固定件，其通過通孔貫穿錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，位于相對兩邊； 導電連接件，其為金屬材料，表面設有導電連接觸點； 分層從下到上依次是導電玻璃、光陽極層、電子傳輸層、鈣鈦礦結構吸收層、無機空穴傳輸層、對電極層。2.如權利要求1所述的錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，其特征在于，導電玻璃包含透明玻璃和粘貼在所述透明玻璃上的導電薄膜FTO。3.如權利要求2所述的錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，其特征在于，導電玻璃厚度為3mm ?5 mm ο4.如權利要求1所述的錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，其特征在于，光陽極層為致密二氧化鈦。5.如權利要求1所述的錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，其特征在于，電子傳輸層為介孔二氧化鈦。6.如權利要求1所述的錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，其特征在于，鈣鈦礦結構吸收層厚度為400?600nm。7.如權利要求1所述的錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，其特征在于，無機空穴傳輸層為碘化亞銅，厚度為100?330nm。8.如權利要求1所述的錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，其特征在于，對電極層其材料為銀。9.如權利要求1所述的錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，其特征在于，固定件材料為導電金屬，圓心位置為固定件插孔，導電連接觸點插入固定件插孔形成串聯(lián)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，固定件、導電連接件和六個分層組成；固定件，其通過通孔貫穿錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，位于相對兩邊；導電連接件，其為金屬材料，表面設有導電連接觸點；分層從下到上依次是導電玻璃、光陽極層、電子傳輸層、鈣鈦礦結構吸收層、無機空穴傳輸層、對電極層用；本實用新型一種錫鈣鈦礦無機空穴太陽能電池，其采用無機空穴層替代有機空穴層，降低制備成本同時也能提高電池的穩(wěn)定性。另外用錫鈣鈦礦，減少了鉛的使用，對環(huán)境友好，同時提高對可見光和部分紅外光的吸收，從而擴寬了光吸收。
【IPC分類】H01L51/46
【公開號】CN204885220
【申請?zhí)枴緾N201520680074
【發(fā)明人】陳曦, 唐立丹, 王冰, 劉亮, 齊錦剛
【申請人】遼寧工業(yè)大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月6日