本發(fā)明涉及光伏電池，尤其是涉及一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)、制備方法及電池。

背景技術(shù)：

1、隨著太陽(yáng)能電池的不斷發(fā)展，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因具備低成本、易制備和優(yōu)異光電性等突出優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)際上備受關(guān)注，鈣鈦礦也被認(rèn)為是下一代最具應(yīng)用前景的低成本高效率光伏材料。

2、然而，鈣鈦礦材料本身分解能較低，離子容易發(fā)生擴(kuò)散，且由于鈣鈦礦的離子鍵合特性，離子容易遷移，現(xiàn)有的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致電池長(zhǎng)時(shí)間在太陽(yáng)下工作會(huì)導(dǎo)致初始效能降低等問(wèn)題，電池的穩(wěn)定性較差。

3、因此，如何設(shè)計(jì)一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，以提升鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性，已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員所要亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)、制備方法及電池，以提升鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，包括：由下至上依次排布的導(dǎo)電玻璃層、空穴傳輸層、第一界面修飾層、發(fā)電層、第二界面修飾層、第三界面修飾層、第一電子傳輸層、第二電子傳輸層、導(dǎo)電層、金屬電極層。

3、所述空穴傳輸層的一側(cè)設(shè)有所述導(dǎo)電玻璃層，所述空穴傳輸層的遠(yuǎn)離所述導(dǎo)電玻璃層的一側(cè)設(shè)有所述第一界面修飾層。

4、所述發(fā)電層的一側(cè)為所述第一界面修飾層，所述發(fā)電層的遠(yuǎn)離所述第一界面修飾層的一側(cè)設(shè)有所述第二界面修飾層。

5、所述第三界面修飾層的一側(cè)為所述第二界面修飾層，所述第三界面修飾層的遠(yuǎn)離所述第二界面修飾層的一側(cè)設(shè)有所述第一電子傳輸層。

6、所述第二電子傳輸層的一側(cè)為所述第一電子傳輸層，所述第二電子傳輸層的遠(yuǎn)離所述第一電子傳輸層的一側(cè)設(shè)有所述導(dǎo)電層。

7、所述導(dǎo)電層的遠(yuǎn)離所述第二電子傳輸層的一側(cè)設(shè)有所述金屬電極層。

8、所述第一界面修飾層和所述第二界面修飾層均由二氫氯化哌嗪制備得到。

9、進(jìn)一步地，所述第一界面修飾層和所述第二界面修飾層的厚度為10～30nm。

10、進(jìn)一步地，所述發(fā)電層由cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69制備得到。

11、進(jìn)一步地，所述發(fā)電層的厚度為300～500nm。

12、進(jìn)一步地，所述發(fā)電層由mapbi3或fapbi3制備得到。

13、進(jìn)一步地，所述第三界面修飾層由2-噻吩乙胺氯化物制備得到。

14、進(jìn)一步地，所述第三界面修飾層的厚度為10～30nm。

15、本發(fā)明另一實(shí)施例提供了一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備方法，應(yīng)用于如上所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，包括：

16、采用磁控濺射法在導(dǎo)電玻璃層上沉積一層nimglio膜層作為空穴傳輸層。

17、在所述空穴傳輸層表面噴涂一層二氫氯化哌嗪膜層作為第一界面修飾層。

18、采用刮涂法在所述第一界面修飾層上沉積一層cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69膜層作為發(fā)電層。

19、在所述發(fā)電層表面噴涂一層二氫氯化哌嗪膜層作為第二界面修飾層。

20、在所述第二界面修飾層上噴涂一層2-噻吩乙胺氯化物膜層作為第三界面修飾層。

21、采用熱蒸渡法在所述第三界面修飾層上沉積一層碳60膜層作為第一電子傳輸層。

22、采用刮涂法在所述第一電子傳輸層上沉積一層2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉膜層作為第二電子傳輸層。

23、采用磁控濺射法在所述第二電子傳輸層上沉積一層摻銦氧化鋅層作為導(dǎo)電層。

24、在所述導(dǎo)電層上使用絲網(wǎng)印刷法沉積一層銅層作為金屬電極層。

25、進(jìn)一步地，所述采用刮涂法在所述第一界面修飾層上沉積一層cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69膜層作為發(fā)電層，包括：

26、在體積比4：1的n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亞砜溶液中，加入摩爾配比為0.48:0.32:0.12:0.08:0.6:0.4的fai/fabr/csi/csbr/pbi2/pbbr2，得到第一前驅(qū)體溶液；

27、在所述第一前驅(qū)體溶液中加入四氟硼酸胍，在50℃加熱攪拌2個(gè)小時(shí)，使用0.22um的聚四氟乙烯過(guò)濾，得到第二前驅(qū)體溶液。

28、將所述第二前驅(qū)體溶液刮涂在二氫氯化哌嗪膜層上，形成cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69膜層。

29、本發(fā)明又一實(shí)施例提供了一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，包括上述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)。

30、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例的有益效果在于以下所述中的至少一點(diǎn)：

31、(1)通過(guò)哌嗪的氫鍵固定鈣鈦礦膜層的表面fa+陽(yáng)離子，哌嗪中的氮原子作為氫鍵的供體，氫鍵與fa+陽(yáng)離子的相互作用，使fa+鎖定在鈣鈦礦膜層的表面不易脫落；二氫氯化哌嗪可以誘導(dǎo)鈣鈦礦膜層表面的cl-摻雜，與鈣鈦礦膜層中未配位的pb?2+形成強(qiáng)配位鍵，填補(bǔ)表面八面體籠的缺陷并減少其對(duì)電荷遷移的阻礙，有效地約束了鈣鈦礦膜層的fa+陽(yáng)離子，緩解了表面晶格應(yīng)力；

32、(2)使用二氫氯化哌嗪膜層調(diào)節(jié)鈣鈦礦與碳60膜層間的界面，增強(qiáng)電荷轉(zhuǎn)移并抑制界面非輻射復(fù)合后，使用2-噻吩乙胺氯化物膜層進(jìn)一步對(duì)鈣鈦礦膜層的頂部表面進(jìn)行鈍化，實(shí)現(xiàn)了能帶的良好匹配和減少了空位陷阱態(tài)，從而進(jìn)一步提升了器件性能；

33、(3)通過(guò)在nio中摻雜mg和li以制備空穴傳輸層，可以提升膜層費(fèi)米能級(jí)，提升空穴傳輸層的空穴濃度，提升光電轉(zhuǎn)換效率值。

技術(shù)特征：

1.一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括由下至上依次排布的導(dǎo)電玻璃層、空穴傳輸層、第一界面修飾層、發(fā)電層、第二界面修飾層、第三界面修飾層、第一電子傳輸層、第二電子傳輸層、導(dǎo)電層、金屬電極層；

2.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一界面修飾層和所述第二界面修飾層的厚度為10～30nm。

3.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)電層由cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69制備得到。

4.如權(quán)利要求2所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)電層的厚度為300～500nm。

5.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)電層由mapbi3或fapbi3制備得到。

6.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三界面修飾層由2-噻吩乙胺氯化物制備得到。

7.如權(quán)利要求4所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三界面修飾層的厚度為10～30nm。

8.一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，包括：

9.如權(quán)利要求8所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備方法，其特征在于，所述采用刮涂法在所述第一界面修飾層上沉積一層cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69膜層作為發(fā)電層，包括：

10.一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，其特征在于，包括如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)、制備方法及電池，包括由下至上依次排布的導(dǎo)電玻璃層、空穴傳輸層、第一界面修飾層、發(fā)電層、第二界面修飾層、第三界面修飾層、第一電子傳輸層、第二電子傳輸層、導(dǎo)電層、金屬電極層，其中，所述第一界面修飾層和所述第二界面修飾層均由二氫氯化哌嗪制備得到。本發(fā)明通過(guò)哌嗪的氫鍵固定鈣鈦礦膜層的表面FA<supgt;+</supgt;陽(yáng)離子，增加電池的穩(wěn)定性，使用2?噻吩乙胺氯化物膜層進(jìn)一步對(duì)鈣鈦礦膜層的頂部表面進(jìn)行鈍化，實(shí)現(xiàn)了能帶的良好匹配和減少了空位陷阱態(tài)，從而進(jìn)一步提升了器件性能。

技術(shù)研發(fā)人員：黃弘斌,吳凱,康云飛,蔡海軍,劉珊珊,任鑫鴻,黃周師,何坤鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇先導(dǎo)微電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6