本申請(qǐng)涉及太陽能電池，尤其涉及一種鈣鈦礦太陽能電池和用電裝置。

背景技術(shù)：

1、這里的陳述僅提供與本申請(qǐng)有關(guān)的背景信息，而不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

2、鈣鈦礦太陽能電池具有較好的應(yīng)用前景，但是傳統(tǒng)的鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率的穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鈣鈦礦太陽能電池，包括依次層疊設(shè)置的鈣鈦礦層、緩沖層以及電荷提取層；所述緩沖層含有n型半導(dǎo)體材料或p型半導(dǎo)體材料；和/或，所述緩沖層含有鈍化材料。

2、上述鈣鈦礦太陽能電池通過在鈣鈦礦層和電荷提取層之間設(shè)置相應(yīng)的緩沖層，可以減少鈣鈦礦層的表面缺陷，使鈣鈦礦太陽能電池保持較高的光電轉(zhuǎn)化效率。同時(shí)緩沖層可以對(duì)鈣鈦礦層表面起到一定的保護(hù)作用，減少外界環(huán)境對(duì)鈣鈦礦層的影響，進(jìn)而可以提升鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的穩(wěn)定性。

3、在一些實(shí)施方式中，所述緩沖層含有鈍化材料，所述緩沖層的厚度為0.5nm～30nm。緩沖層的厚度在該范圍內(nèi)，可以在保持較好的鈍化效果的基礎(chǔ)上，有效促進(jìn)載流子的傳輸，進(jìn)一步改善鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的穩(wěn)定性。

4、在一些實(shí)施方式中，所述鈍化材料包括氧化硅和氧化鋁中的至少一種。氧化硅和氧化鋁可以對(duì)鈣鈦礦層起到良好的場效應(yīng)鈍化效果，同時(shí)還能夠減少后續(xù)制備功能層時(shí)對(duì)鈣鈦礦層的破壞。

5、在一些實(shí)施方式中，所述鈍化材料包括量子點(diǎn)鈍化材料。量子點(diǎn)鈍化材料具有較小的粒徑，便于采用多種方式來制備得到緩沖層。

6、在一些實(shí)施方式中，所述鈍化材料的粒徑為3nm～8nm。鈍化材料的粒徑在該范圍內(nèi)，能夠更加方便地采用溶液法來制備得到相應(yīng)的緩沖層。

7、在一些實(shí)施方式中，所述電荷提取層包括電子傳輸層，所述緩沖層含有n型半導(dǎo)體材料。通過在電子傳輸層和鈣鈦礦層之間設(shè)置含有n型半導(dǎo)體材料的緩沖層，可以促進(jìn)鈣鈦礦層與電子傳輸層之間載流子的傳輸，有利于促進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率穩(wěn)定性的進(jìn)一步提升。

8、在一些實(shí)施方式中，所述n型半導(dǎo)體材料包括硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、硫化鋅、硒化鋅以及碲化鋅中的至少一種。這些n型半導(dǎo)體材料可以進(jìn)一步對(duì)鈣鈦礦層的表面起到良好的鈍化和能級(jí)調(diào)控效果，改善鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率的穩(wěn)定性。同時(shí)，這些n型半導(dǎo)體材料來源較為廣泛，易于獲取。

9、在一些實(shí)施方式中，所述n型半導(dǎo)體材料包括量子點(diǎn)n型半導(dǎo)體材料。量子點(diǎn)n型半導(dǎo)體材料具有較小的粒徑，便于采用多種方式來制備得到緩沖層。

10、在一些實(shí)施方式中，所述n型半導(dǎo)體材料的粒徑為3nm～8nm。n型半導(dǎo)體材料的粒徑在該范圍內(nèi)，能夠更加方便地采用溶液法來制備得到相應(yīng)的緩沖層。

11、在一些實(shí)施方式中，所述n型半導(dǎo)體材料的表面具有第一修飾基團(tuán)，所述第一修飾基團(tuán)包括巰基和/或氨基。第一修飾基團(tuán)能夠與n型半導(dǎo)體材料協(xié)同鈍化鈣鈦礦層的表面缺陷，進(jìn)一步改善鈣鈦礦太陽能電池的性能。

12、在一些實(shí)施方式中，所述第一修飾基團(tuán)與所述n型半導(dǎo)體材料的摩爾比為1：(10～1000)。第一修飾基團(tuán)與n型半導(dǎo)體材料的摩爾比在該范圍內(nèi)可以更好地協(xié)同鈍化鈣鈦礦層的表面缺陷，有利于改善鈣鈦礦太陽能電池的性能。

13、在一些實(shí)施方式中，所述緩沖層的厚度為5nm～20nm。緩沖層的厚度在該范圍內(nèi)，可以使鈣鈦礦太陽能電池保持較穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)化率，同時(shí)可以使鈣鈦礦太陽能電池保持較為合適的厚度，有利于促進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池的使用推廣。

14、在一些實(shí)施方式中，所述電子傳輸層含有第一金屬氧化物。金屬氧化物制備電子傳輸層具有較低的成本，有利于降低鈣鈦礦太陽能電池的制造成本。

15、在一些實(shí)施方式中，所述第一金屬氧化物包括氧化錫、氧化鋅、氧化鈦以及氧化鍺中的至少一種。氧化錫、氧化鋅、氧化鈦以及氧化鍺具有較好的電子傳輸性能，同時(shí)來源較為廣泛，易于獲取。

16、在一些實(shí)施方式中，所述電荷提取層包括空穴傳輸層，所述緩沖層含有p型半導(dǎo)體材料。通過在空穴傳輸層和鈣鈦礦層之間設(shè)置含有p型半導(dǎo)體材料的緩沖層，可以促進(jìn)鈣鈦礦層與空穴傳輸層之間載流子的傳輸，有利于促進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定性的進(jìn)一步提升。

17、在一些實(shí)施方式中，所述p型半導(dǎo)體材料包括硫化鉛和硒化鉛中的至少一種。這些p型半導(dǎo)體材料可以進(jìn)一步對(duì)鈣鈦礦層的表面起到良好的鈍化和能級(jí)調(diào)控效果，改善鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率穩(wěn)定性。同時(shí)，這些n型半導(dǎo)體材料來源較為廣泛，易于獲取。

18、在一些實(shí)施方式中，所述p型半導(dǎo)體材料包括量子點(diǎn)p型半導(dǎo)體材料。量子點(diǎn)p型半導(dǎo)體材料具有較小的粒徑，便于采用多種方式來制備得到緩沖層。

19、在一些實(shí)施方式中，所述p型半導(dǎo)體材料的粒徑為3nm～8nm。p型半導(dǎo)體材料的粒徑在該范圍內(nèi)，能夠更加方便地采用溶液法來制備得到相應(yīng)的緩沖層。

20、在一些實(shí)施方式中，所述p型半導(dǎo)體材料的表面具有第二修飾基團(tuán)，所述第二修飾基團(tuán)包括巰基和/或氨基。第二修飾基團(tuán)能夠與p型半導(dǎo)體材料協(xié)同鈍化鈣鈦礦層的表面缺陷，進(jìn)一步改善鈣鈦礦太陽能電池的性能。

21、在一些實(shí)施方式中，所述第二修飾基團(tuán)與所述p型半導(dǎo)體材料的摩爾比為1：(10～1000)。第二修飾基團(tuán)與p型半導(dǎo)體材料的摩爾比在該范圍內(nèi)可以更好地協(xié)同鈍化鈣鈦礦層的表面缺陷，有利于改善鈣鈦礦太陽能電池的性能。

22、在一些實(shí)施方式中，所述空穴傳輸層含有第二金屬氧化物。金屬氧化物制備空穴傳輸層具有較低的成本，有利于降低鈣鈦礦太陽能電池的制造成本。

23、在一些實(shí)施方式中，所述第二金屬氧化物包括氧化鎳和氧化鉬中的至少一種。氧化鎳和氧化鉬具有較好的空穴傳輸性能，同時(shí)來源較為廣泛，易于獲取。

24、在一些實(shí)施方式中，所述緩沖層的厚度為0.5nm～30nm。緩沖層的厚度在該范圍內(nèi)，可以使鈣鈦礦太陽能電池保持較穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)化率，同時(shí)可以使鈣鈦礦太陽能電池保持較為合適的厚度，有利于促進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池的使用推廣。

25、在一些實(shí)施方式中，所述鈣鈦礦太陽能電池還包括透明電極層和金屬電極層，所述透明電極層位于所述鈣鈦礦層遠(yuǎn)離所述緩沖層的一側(cè)，所述金屬電極層位于所述電荷提取層遠(yuǎn)離所述緩沖層的一側(cè)。通過透明電極層和金屬電極層的設(shè)置，可以得到正式鈣鈦礦太陽能電池和反式鈣鈦礦太陽能電池。

26、本申請(qǐng)還提供一種用電裝置，包括所述鈣鈦礦太陽能電池。

技術(shù)特征：

1.一種鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，包括依次層疊設(shè)置的鈣鈦礦層、緩沖層以及電荷提取層；所述緩沖層含有n型半導(dǎo)體材料或p型半導(dǎo)體材料或鈍化材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述緩沖層含有鈍化材料，所述緩沖層的厚度為0.5nm～30nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈍化材料包括氧化硅和氧化鋁中的至少一種；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述電荷提取層包括電子傳輸層，所述緩沖層含有n型半導(dǎo)體材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述n型半導(dǎo)體材料包括硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、硫化鋅、硒化鋅以及碲化鋅中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述n型半導(dǎo)體材料包括量子點(diǎn)n型半導(dǎo)體材料；

7.根據(jù)權(quán)利要求4～6中任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述n型半導(dǎo)體材料的表面具有第一修飾基團(tuán)，所述第一修飾基團(tuán)包括巰基和/或氨基；

8.根據(jù)權(quán)利要求4～7中任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述緩沖層的厚度為5nm～20nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求4～8中任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述電子傳輸層含有第一金屬氧化物；

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述電荷提取層包括空穴傳輸層，所述緩沖層含有p型半導(dǎo)體材料。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述p型半導(dǎo)體材料包括硫化鉛和硒化鉛中的至少一種。

12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述p型半導(dǎo)體材料包括量子點(diǎn)p型半導(dǎo)體材料；

13.根據(jù)權(quán)利要求10～12中任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述p型半導(dǎo)體材料的表面具有第二修飾基團(tuán)，所述第二修飾基團(tuán)包括巰基和/或氨基；

14.根據(jù)權(quán)利要求10～13中任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層含有第二金屬氧化物；

15.根據(jù)權(quán)利要求10～14中任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述緩沖層的厚度為0.5nm～30nm。

16.根據(jù)權(quán)利要求1～15中任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦太陽能電池還包括透明電極層和金屬電極層，所述透明電極層位于所述鈣鈦礦層遠(yuǎn)離所述緩沖層的一側(cè)，所述金屬電極層位于所述電荷提取層遠(yuǎn)離所述緩沖層的一側(cè)。

17.一種用電裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1～16中任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽能電池。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N鈣鈦礦太陽能電池和用電裝置。鈣鈦礦太陽能電池包括依次層疊設(shè)置的鈣鈦礦層、緩沖層以及電荷提取層。緩沖層含有N型半導(dǎo)體材料或P型半導(dǎo)體材料或鈍化材料。通過在鈣鈦礦層和電荷提取層之間設(shè)置相應(yīng)的緩沖層，可以減少鈣鈦礦層的表面缺陷，使鈣鈦礦太陽能電池保持較高的光電轉(zhuǎn)化效率。同時(shí)緩沖層可以對(duì)鈣鈦礦層表面起到一定的保護(hù)作用，減少外界環(huán)境對(duì)鈣鈦礦層的影響，進(jìn)而可以提升鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：郭永勝,陳俊超,陳國棟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧德時(shí)代未來能源（上海）研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2