本發(fā)明涉及鈣鈦礦太陽能電池技術領域，具體為一種鈣鈦礦太陽能電池及制備方法。
背景技術：
近年，作為化石燃料的替代能源，又，作為地球溫室效應的對策，太陽能電池的重要性提高。但是，硅系太陽能電池為代表的現(xiàn)有的太陽能電池的現(xiàn)狀是成本高，是阻礙普及的要因。所以，進行各種低成本型的太陽能電池的研究開發(fā)，其中，瑞士洛桑工科大學的發(fā)表的色素增感型太陽能電池的實用化倍受期待。該太陽能電池的構造為在透明導電性玻璃基板上設置多孔質金屬氧化物半導體電極，由其表面上吸附的色素、具有氧化還原對的電解質、以及對向電極構成。通過使氧化鈦等的金屬氧化物半導體電極多孔質化增大表面積，以及作為色素使釕絡合物單分子吸附顯著提高了光電轉換率,但現(xiàn)有提高光電轉換率已不能滿足市場，同時在制備電池時，反應效率和原料使用率較低。
所以，如何設計一種鈣鈦礦太陽能電池及制備方法，成為我們當前要解決的問題。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽能電池及制備方法，其中鈣鈦礦化合物采用鹵素原子、烷基胺化合物和含有鉛和銻的混合物組合而成，其中鹵素原子、烷基胺化合物和含有鉛和銻的混合物比例為3∶1∶1，且電子傳輸層的氧化物中含有氧化鐠，有效提高電子的傳輸效率，進而便于提高光電轉換率，同時在制備電池時，通過利用先旋涂再高溫蒸鍍方法制備，可以提高反應效率；利用超聲噴涂方法制備，可以提高原料使用率，降低生產成本，實現(xiàn)大面積工業(yè)化生產，可以有效解決上述背景技術中的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種鈣鈦礦太陽能電池，包括第一有機導電層和第二有機導電層，所述第一有機導電層上設置有電子傳輸層，所述電子傳輸層的內部含有電子傳輸性化合物；所述電子傳輸層的上設置有鈣鈦礦化合物層，所述鈣鈦礦化合物層內部含有鈣鈦礦化合物；所述鈣鈦礦化合物層上設置有空穴傳輸層，所述鈣鈦礦化合物層內部含有空穴傳輸化合物，所述第二有機導電層設置在空穴傳輸層上，所述第二有機導電層的外側設置有金屬電極層；所述鈣鈦礦化合物采用鹵素原子、烷基胺化合物和含有鉛和銻的混合物組合而成，其中鹵素原子、烷基胺化合物和含有鉛和銻的混合物比例為3∶1∶1，所述電子傳輸性化合物為金屬氧化物，所述電子傳輸層是包括細密的電子傳輸層和多孔質狀的電子傳輸層的薄層。
根據(jù)上述技術方案，所述所述鹵化烷基胺含有鹵化甲胺以及鹵化甲脒的任一種。
根據(jù)上述技術方案，所述上述金屬氧化物為氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、氧化鋁、氧化鈮、氧化釔以及鈦酸鋇的任一種與氧化鐠混合而成，且氧化鐠的含量小于5%。
根據(jù)上述技術方案，所述空穴傳輸層至少包括鋰三氟甲烷磺酰亞胺和吡啶類化合物。
一種鈣鈦礦太陽能電池及制備方法，包括如下步驟：
1）制備第一有機導電層：在摻氟的二氧化錫fto導電玻璃上沉積第一有機導電層；
2）制備電子傳輸層：使用先旋涂再高溫蒸鍍的方法，在第一有機導電層上沉積電子傳輸層；
3）制備鈣鈦礦化合物層：采用超聲噴涂方法在碘化鉛pbi2層噴涂甲基碘化銨ch3nh3i前驅液從而反應得到一層鈣鈦礦化合物層；
4）制備空穴傳輸層：在鈣鈦礦化合物層上沉積空穴傳輸層；
5）制備第二有機導電層：在空穴傳輸層沉積第二有機導電層；
6）制備金屬電極層：在第二有機導電層上沉積金屬電極層；所述在修飾層上沉積金屬電極層，包括：通過熱蒸鍍或磁控濺射方法在修飾層上沉積金屬電極層；所述的金屬電極層是如下電極層的一種：al電極、au電極、ag電極；層厚為120nm。
根據(jù)上述技術方案，所述步驟1）中采用旋涂方法在fto導電玻璃上沉積第一有機導電層；采用旋涂方法在fto導電玻璃上沉積第一有機導電層的工藝參數(shù)為：轉速為2000轉每分鐘，旋轉時間60秒，退火溫度為150℃，退火時間為20分鐘；所述fto導電玻璃層的方塊電阻是15ω，透過率在80％-90％；所述的第一有機導電層為聚3，4-乙烯二氧噻吩pedot：聚苯乙烯磺酸pss，層厚為80-100nm。
根據(jù)上述技術方案，所述步驟3）中采用超聲噴涂方法在碘化鉛pbi2層噴涂甲基碘化銨ch3nh3i前驅液從而反應得到一層鈣鈦礦化合物層的工藝參數(shù)為：噴頭距離加熱襯底的高度為125mm，工作功率為3.4w，超聲頻率為95khz，噴涂流量為3ml/h，襯底加熱溫度為270℃，載氣為氮氣，氮氣的壓強為0.06×106pa；所述鈣鈦礦化合物層的層厚為400-600nm，其步驟具體為先旋涂1mol/l的碘化鉛dmf前驅液，轉速為6000轉每分鐘，退火溫度100℃，退火時間為1分鐘，再熱蒸鍍250nm-350nm厚的pbi2層，再噴涂10mg/ml的ch3nh3i異丙醇ipa前驅液，噴涂流量為150μl/min，載氣為氮氣，沉積溫度75℃，在手套箱中退火，退火溫度為100℃，時間40分鐘，即可。
根據(jù)上述技術方案，所述步驟2）中使用先旋涂再高溫蒸鍍的方法，在第一有機導電層上沉積電子傳輸層：先旋涂pbi2溶液，再熱蒸鍍pbi2粉末，從而制備出電子傳輸層。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的鈣鈦礦化合物采用鹵素原子、烷基胺化合物和含有鉛和銻的混合物組合而成，其中鹵素原子、烷基胺化合物和含有鉛和銻的混合物比例為3∶1∶1，且電子傳輸層的氧化物中含有氧化鐠，有效提高電子的傳輸效率，進而便于提高光電轉換率，同時在制備電池時，通過利用先旋涂再高溫蒸鍍方法制備，可以提高反應效率；利用超聲噴涂方法制備，可以提高原料使用率，降低生產成本，實現(xiàn)大面積工業(yè)化生產。
附圖說明
附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的限制。
在附圖中：
圖1是本發(fā)明的制備流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實施例：如圖1所示，本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽能電池，包括第一有機導電層和第二有機導電層，所述第一有機導電層上設置有電子傳輸層，所述電子傳輸層的內部含有電子傳輸性化合物；所述電子傳輸層的上設置有鈣鈦礦化合物層，所述鈣鈦礦化合物層內部含有鈣鈦礦化合物；所述鈣鈦礦化合物層上設置有空穴傳輸層，所述鈣鈦礦化合物層內部含有空穴傳輸化合物，所述第二有機導電層設置在空穴傳輸層上，所述第二有機導電層的外側設置有金屬電極層；所述鈣鈦礦化合物采用鹵素原子、烷基胺化合物和含有鉛和銻的混合物組合而成，其中鹵素原子、烷基胺化合物和含有鉛和銻的混合物比例為3∶1∶1，所述電子傳輸性化合物為金屬氧化物，所述電子傳輸層是包括細密的電子傳輸層和多孔質狀的電子傳輸層的薄層。
根據(jù)上述技術方案，所述所述鹵化烷基胺含有鹵化甲胺以及鹵化甲脒的任一種。
根據(jù)上述技術方案，所述上述金屬氧化物為氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、氧化鋁、氧化鈮、氧化釔以及鈦酸鋇的任一種。
根據(jù)上述技術方案，所述空穴傳輸層至少包括鋰三氟甲烷磺酰亞胺和吡啶類化合物。
一種鈣鈦礦太陽能電池及制備方法，包括如下步驟：
1）制備第一有機導電層：在摻氟的二氧化錫fto導電玻璃上沉積第一有機導電層；
2）制備電子傳輸層：使用先旋涂再高溫蒸鍍的方法，在第一有機導電層上沉積電子傳輸層；
3）制備鈣鈦礦化合物層：采用超聲噴涂方法在碘化鉛pbi2層噴涂甲基碘化銨ch3nh3i前驅液從而反應得到一層鈣鈦礦化合物層；
4）制備空穴傳輸層：在鈣鈦礦化合物層上沉積空穴傳輸層；
5）制備第二有機導電層：在空穴傳輸層沉積第二有機導電層；
6）制備金屬電極層：在第二有機導電層上沉積金屬電極層；所述在修飾層上沉積金屬電極層，包括：通過熱蒸鍍或磁控濺射方法在修飾層上沉積金屬電極層；所述的金屬電極層是如下電極層的一種：al電極、au電極、ag電極；層厚為120nm。
根據(jù)上述技術方案，所述步驟1）中采用旋涂方法在fto導電玻璃上沉積第一有機導電層；采用旋涂方法在fto導電玻璃上沉積第一有機導電層的工藝參數(shù)為：轉速為2000轉每分鐘，旋轉時間60秒，退火溫度為150℃，退火時間為20分鐘；所述fto導電玻璃層的方塊電阻是15ω，透過率在80％-90％；所述的第一有機導電層為聚3，4-乙烯二氧噻吩pedot：聚苯乙烯磺酸pss，層厚為80-100nm。
根據(jù)上述技術方案，所述步驟3）中采用超聲噴涂方法在碘化鉛pbi2層噴涂甲基碘化銨ch3nh3i前驅液從而反應得到一層鈣鈦礦化合物層的工藝參數(shù)為：噴頭距離加熱襯底的高度為125mm，工作功率為3.4w，超聲頻率為95khz，噴涂流量為3ml/h，襯底加熱溫度為270℃，載氣為氮氣，氮氣的壓強為0.06×106pa；所述鈣鈦礦化合物層的層厚為400-600nm，其步驟具體為先旋涂1mol/l的碘化鉛dmf前驅液，轉速為6000轉每分鐘，退火溫度100℃，退火時間為1分鐘，再熱蒸鍍250nm-350nm厚的pbi2層，再噴涂10mg/ml的ch3nh3i異丙醇ipa前驅液，噴涂流量為150μl/min，載氣為氮氣，沉積溫度75℃，在手套箱中退火，退火溫度為100℃，時間40分鐘，即可。
根據(jù)上述技術方案，所述步驟2）中使用先旋涂再高溫蒸鍍的方法，在第一有機導電層上沉積電子傳輸層：先旋涂pbi2溶液，再熱蒸鍍pbi2粉末，從而制備出電子傳輸層。
最后應說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。