本發(fā)明涉及鈣鈦礦太陽能電池，尤其涉及一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法及鈣鈦礦太陽能電池。

背景技術(shù)：

1、高端裝備制造業(yè)中，在新型太陽能電池中，鈣鈦礦太陽能電池(pscs)作為近年來最具發(fā)展前景的技術(shù)之一，受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，光電轉(zhuǎn)換效率(pce)已經(jīng)突破了26％。在鈣鈦礦太陽能電池中，電子傳輸層的作用是提取電子，阻礙空穴傳輸，有著舉足輕重的作用。目前，常用的電子傳輸層為sno2，sno2具高的體積電子遷移率和高電導(dǎo)率，更寬的帶隙(3.6-4.0ev)和較高的透過率，而且可以低溫加工，可以應(yīng)用到柔性鈣鈦礦太陽能電池中。但sno2的性能和其制備方法息息相關(guān)，目前常用的制備方法主要有旋涂法、原子層沉積和化學(xué)浴沉積法等。旋涂法是實(shí)驗(yàn)室中常用的制備方法，但無法應(yīng)用于大面積制備；原子層沉積雖然可以用于大面積制備，但設(shè)備昂貴，因此化學(xué)浴沉積開始應(yīng)用于sno2的制備。

2、但在化學(xué)浴沉積過程中，sno2納米粒子不可避免的會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致其表面變得不均勻，減少了有效接觸面積，從而降低了電子的傳輸效率；而且團(tuán)聚后的sno2能夠在與鈣鈦礦層的界面處引入更多的缺陷，這些缺陷會(huì)作為電荷復(fù)合的中心，增加非輻射復(fù)合，降低電池的開路電壓和短路電流密度，從而降低電池效率；另外，sno2團(tuán)聚也會(huì)影響光散射和反射，減少鈣鈦礦層吸收的光量，從而影響電池的光電流和整體效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法及鈣鈦礦太陽能電池，以解決上述問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、本發(fā)明一方面提供一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法，包括以下步驟：

4、s1：對(duì)導(dǎo)電玻璃基底進(jìn)行清洗，得到潔凈的導(dǎo)電玻璃基底；

5、s2：將sncl2·2h2o加入到異丁醇水溶液中混合得到第一混合液，向第一混合液中加入尿素得到第二混合液，然后將巰基乙酸、濃鹽酸、第二混合液混合，完成化學(xué)浴溶液的制備；

6、s3：將潔凈的導(dǎo)電玻璃基底放入到化學(xué)浴溶液中浸泡，并置于烘箱中進(jìn)行沉積反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后對(duì)導(dǎo)電玻璃基底后進(jìn)行清洗和退火處理，完成在導(dǎo)電玻璃基底上沉積sno2電子傳輸層。

7、進(jìn)一步地，s2中，異丁醇水溶液的體積分?jǐn)?shù)為0-20％。

8、進(jìn)一步地，s2中，所述第二混合液中尿素的濃度為12-13mg/ml。

9、進(jìn)一步地，s2中，所述第一混合液中sncl2·2h2o的濃度為2-3mg/ml。

10、進(jìn)一步地，s2中，所述巰基乙酸、濃鹽酸和混合溶液按照1:50:80的體積比進(jìn)行混合。

11、進(jìn)一步地，s3中，退火溫度為100-200℃，退火時(shí)間為1-2h。

12、進(jìn)一步地，s3中，烘箱的溫度為70-90℃，時(shí)間為3-5h。

13、進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電玻璃基底為摻雜氟的氧化錫導(dǎo)電玻璃基底。

14、進(jìn)一步地，s1中，清洗的具體方式為：依次用洗潔精、去離子水、無水乙醇、異丙醇各超聲清洗15-30min；

15、s3中，清洗的具體方式為：依次用去離子水和異丙醇對(duì)基底超聲清洗5-10min。

16、本發(fā)明另一方面提供一種鈣鈦礦太陽能電池，包括依疊層設(shè)置的導(dǎo)電玻璃基底、電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層和電極層，所述的電子傳輸層為本發(fā)明中所述的用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法制備形成的電子傳輸層。

17、本發(fā)明的有益效果是：

18、本發(fā)明中公開的一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法，與單純水溶液沉積的sno2電子傳輸層相比，本方法醇輔助化學(xué)浴沉積的sno2電子傳輸層均勻性更好，納米粒子的團(tuán)聚減少，太陽光的透過率更高，有利于提高鈣鈦礦太陽能電池的太陽光利用率，同時(shí)也能夠提高降低電池的開路電壓和短路電流密度，從而提高鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)特征：

1.一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法，其特征在于，s2中，異丁醇水溶液的體積分?jǐn)?shù)為0-20％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法，其特征在于，s2中，所述第二混合液中尿素的濃度為12-13mg/ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法，其特征在于，s2中，所述第一混合液中sncl2·2h2o的濃度為2-3mg/ml。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法，其特征在于，s2中，所述巰基乙酸、濃鹽酸和混合溶液按照1:50:80的體積比進(jìn)行混合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法，其特征在于，s3中，退火溫度為100-200℃，退火時(shí)間為1-2h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法，其特征在于，s3中，烘箱的溫度為70-90℃，時(shí)間為3-5h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電玻璃基底為摻雜氟的氧化錫導(dǎo)電玻璃基底。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法，其特征在于，s1中，清洗的具體方式為：依次用洗潔精、去離子水、無水乙醇、異丙醇各超聲清洗15-30min；

10.一種鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，包括依疊層設(shè)置的導(dǎo)電玻璃基底、電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層和電極層，所述的電子傳輸層為權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法制備形成的電子傳輸層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于鈣鈦礦太陽能電池的醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法及鈣鈦礦太陽能電池，方法包括：對(duì)基底進(jìn)行清洗，得到潔凈的導(dǎo)電玻璃基底；將SnCl<subgt;2</subgt;·2H<subgt;2</subgt;O加入到異丁醇水溶液，然后加入尿素，再加入將巰基乙酸和濃鹽酸進(jìn)行混合，完成化學(xué)浴溶液的制備；將潔凈的基底放入到化學(xué)浴溶液中浸泡并置于烘箱中進(jìn)行沉積反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行清洗和退火處理，完成在導(dǎo)電玻璃基底上沉積SnO<subgt;2</subgt;電子傳輸層。通過本醇輔助化學(xué)浴沉積電子傳輸層的方法沉積的SnO<subgt;2</subgt;電子傳輸層均勻性更好，納米粒子的團(tuán)聚減少，太陽光的透過率更高，有利于提高鈣鈦礦太陽能電池的太陽光利用率，提高降低電池的開路電壓和短路電流密度，從而提高鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)研發(fā)人員：吳丹陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連海事大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2