醇以3:1的質(zhì)量比稀釋商業(yè)T12漿料，之后攪拌12 h至稀釋后的漿料完全混合均勻。將混合的漿料旋涂于致密層上，轉(zhuǎn)速2000-6000 rpm、時(shí)間30 S。之后510 °(:高溫處理20 min,形成200-600 nm厚的1102骨架層。
[0041]4)制備鈣鈦礦吸光層。同實(shí)施例1。
[0042]5)制備空穴傳輸層。同實(shí)施例1。
[0043]6)制備電極。同實(shí)施例1。
[0044]7)測(cè)試:
測(cè)試條件為光譜分布AM1.5 G，光照強(qiáng)度1000 W/m2的標(biāo)準(zhǔn)光源，電池的有效面積為0.09 cm2。優(yōu)選參數(shù)后，獲得的光電轉(zhuǎn)換效率參數(shù)分別為，開路電壓V。。1.05 V，短路電流密度 Jsc 15.18 mA/cm2，填充因子 FF 0.66，轉(zhuǎn)換效率 η 10.54 %。
[0045]實(shí)施例3: I)制備透明導(dǎo)電基底。同實(shí)施例1。
[0046]2)制備致密層。同實(shí)施例1。
[0047]3)制備骨架層:
用無(wú)水乙醇以3:1的質(zhì)量比稀釋BaSnO3漿料，之后攪拌12 h至稀釋后的漿料完全混合均勾。將混合的楽料旋涂于致密層上，轉(zhuǎn)速3000 rpm、時(shí)間30 S。之后510 °(1；高溫處理20 min，形成 200 nm 厚的 BaSnfVt架層。
[0048]4 )制備鈣鈦礦吸光層。同實(shí)施例1。
[0049]5)制備空穴傳輸層。同實(shí)施例1。
[0050]6)制備電極。同實(shí)施例1。
[0051]7)測(cè)試:
測(cè)試條件為光譜分布AM1.5 G，光照強(qiáng)度1000 W/m2的標(biāo)準(zhǔn)光源，電池的有效面積為0.09 cm2。優(yōu)選參數(shù)后，獲得的光電轉(zhuǎn)換效率參數(shù)分別為，開路電壓V。。1.03 V，短路電流密度 Jse 17.96 mA/cm2，填充因子 FF 0.68，轉(zhuǎn)換效率 η 12.56 %。
[0052]實(shí)施例4:
I)制備透明導(dǎo)電基底。同實(shí)施例1。
[0053]2)制備致密層。同實(shí)施例1。
[0054]3)制備骨架層:
用無(wú)水乙醇以2:1的質(zhì)量比稀釋BaSnO3漿料，之后攪拌12 h至稀釋后的漿料完全混合均勻。將混合的漿料旋涂于致密層上，轉(zhuǎn)速2000-6000 rpm、時(shí)間30 S。之后510 °C高溫處理20 min，得BaSn(Vt架層。
[0055]4 )制備鈣鈦礦吸光層。同實(shí)施例1。
[0056]5)制備空穴傳輸層。同實(shí)施例1。
[0057]6)制備電極。同實(shí)施例1。
[0058]7)測(cè)試:
測(cè)試條件為光譜分布AM1.5 G，光照強(qiáng)度1000 W/m2的標(biāo)準(zhǔn)光源，電池的有效面積為0.09 cm2。優(yōu)選參數(shù)后，獲得的光電轉(zhuǎn)換效率參數(shù)分別為，開路電壓Vik 0.87 V，短路電流密度 Jsc 13.47 mA/cm2，填充因子 FF 0.60，轉(zhuǎn)換效率 η 7.02 %。
[0059]實(shí)施例5:
I)制備透明導(dǎo)電基底。同實(shí)施例1。
[0060]2)制備致密層。同實(shí)施例1。
[0061]3)制備骨架層:
用無(wú)水乙醇以4:1的質(zhì)量比稀釋BaSnO3漿料，之后攪拌12 h至稀釋后的漿料完全混合均勻。將混合的漿料旋涂于致密層上，轉(zhuǎn)速2000-6000 rpm、時(shí)間30 S。之后510 °C高溫處理20 min，得BaSn(Vt架層。
[0062]4)制備鈣鈦礦吸光層。同實(shí)施例1。
[0063]5)制備空穴傳輸層。同實(shí)施例1。
[0064]6)制備電極。同實(shí)施例1。
[0065]7)測(cè)試:
測(cè)試條件為光譜分布AM1.5 G，光照強(qiáng)度1000 W/m2的標(biāo)準(zhǔn)光源，電池的有效面積為0.09 cm2。優(yōu)選參數(shù)后，獲得的光電轉(zhuǎn)換效率參數(shù)分別為，開路電壓V。。0.81 V，短路電流密度 Jsc 10.06 mA/cm2，填充因子 FF 0.54，轉(zhuǎn)換效率 η 4.36 %。
[0066]實(shí)施例6:
I)制備透明導(dǎo)電基底。同實(shí)施例1。
[0067]2)制備致密層。同實(shí)施例1。
[0068]3)制備骨架層:
用無(wú)水乙醇以2:1-4:1的質(zhì)量比稀釋BaSnO3漿料，之后攪拌12 h至稀釋后的漿料完全混合均勾。將混合的楽料旋涂于致密層上，轉(zhuǎn)速4000 rpm、時(shí)間30 S。之后510 °C高溫處理20 min，得BaSn(Vt架層。
[0069]4 )制備鈣鈦礦吸光層。同實(shí)施例1。
[0070]5)制備空穴傳輸層。同實(shí)施例1。
[0071]6)制備電極。同實(shí)施例1。
[0072]7)測(cè)試:
測(cè)試條件為光譜分布AM1.5 G，光照強(qiáng)度1000 W/m2的標(biāo)準(zhǔn)光源，電池的有效面積為0.09 cm2。優(yōu)選參數(shù)后，獲得的光電轉(zhuǎn)換效率參數(shù)分別為，開路電壓Vik 1.04 V，短路電流密度 Jsc 14.35 mA/cm2，填充因子 FF 0.63，轉(zhuǎn)換效率 η 9.45 %。
[0073]實(shí)施例7:
I)制備透明導(dǎo)電基底。同實(shí)施例1。
[0074]2)制備致密層。同實(shí)施例1。
[0075]3)制備骨架層:
用無(wú)水乙醇以2:1-4:1的質(zhì)量比稀釋BaSnO3漿料，之后攪拌12 h至稀釋后的漿料完全混合均勾。將混合的楽料旋涂于致密層上，轉(zhuǎn)速2000 rpm、時(shí)間30 S。之后510 °C高溫處理20 min，得BaSn(Vt架層。
[0076]4 )制備鈣鈦礦吸光層。同實(shí)施例1。
[0077]5)制備空穴傳輸層。同實(shí)施例1。
[0078]6)制備電極。同實(shí)施例1。
[0079]7)測(cè)試:
測(cè)試條件為光譜分布AM1.5 G，光照強(qiáng)度1000 W/m2的標(biāo)準(zhǔn)光源，電池的有效面積為0.09 cm2。優(yōu)選參數(shù)后，獲得的光電轉(zhuǎn)換效率參數(shù)分別為，開路電壓Vik 1.01 V，短路電流密度 Jsc 17.12 mA/cm2，填充因子 FF 0.65，轉(zhuǎn)換效率 η 11.18 %。
[0080]實(shí)施例8:
I)制備透明導(dǎo)電基底。同實(shí)施例1。
[0081]2)制備致密層。同實(shí)施例1。
[0082]3)制備骨架層。同實(shí)施例3。
[0083]4)制備鈣鈦礦吸光層:
使用兩步法制備，將350-500 mg的PbI2溶于I mL DMF(N，N-二甲基甲酰胺)中，70 °C加熱12 h至溶解。然后將此PbI2溶液旋涂于BaSnO 3骨架層上，轉(zhuǎn)速4000 rpm、時(shí)間30 s’再70-100 °C退火5-30 min，得到一層黃色的PbI2薄層。用4_20 mg/mL的CH 3NH31異丙醇溶浸潤(rùn)PbI2薄層30 S，之后用旋涂?jī)x甩去殘留的異丙醇溶液，轉(zhuǎn)速4000 rpm、時(shí)間30 S，并70-100 °C退火 5-30 min。
[0084]5)制備空穴傳輸層。同實(shí)施例1。
[0085]6)制備電極。同實(shí)施例1。
[0086]7)測(cè)試:
測(cè)試條件為光譜分布AM1.5 G，光照強(qiáng)度1000 W/m2的標(biāo)準(zhǔn)光源，電池的有效面積為0.09 cm2。優(yōu)選參數(shù)后，獲得的光電轉(zhuǎn)換效率參數(shù)分別為，開路電壓V。。1.02 V，短路電流密度 Jsc 16.19 mA/cm2，填充因子 FF 0.64，轉(zhuǎn)換效率 η 10.59 %。
[0087]實(shí)施例9:
I)制備透明導(dǎo)電基底。同實(shí)施例1。
[0088]2)制備致密層。同實(shí)施例1。
[0089]3)制備骨架層。同實(shí)施例3。
[0090]4)制備鈣鈦礦吸光層:
使用兩步法制備，將350-500 mg的PbI2溶于I mL DMF (N，N-二甲基甲酰胺)中，70°C加熱12 h至溶解。然后將此PbI2溶液旋涂于BaSn(Vt架層上，轉(zhuǎn)速2000 rpm、時(shí)間30s，再70-100 °C退火5-30 min，得到一層黃色的PbI2薄層。用4_20 mg/mL的CH3NH3I異丙醇溶浸潤(rùn)PbI2薄層30 S，之后用旋涂?jī)x甩去殘留的異丙醇溶液，轉(zhuǎn)速2000 rpm、時(shí)間30 s’并 70-100 °C退火 5-30 min。
[0091]5)制備空穴傳輸層。同實(shí)施例1。
[0092]6)制備電極。同實(shí)施例1。
[0093]7)測(cè)試:
測(cè)試條件為光譜分布AM1.5 G，光照強(qiáng)度1000 W/m2的標(biāo)準(zhǔn)光源，電池的有效面積為0.09 cm2。優(yōu)選參數(shù)后，獲得的光電轉(zhuǎn)換效率參數(shù)分別為，開路電壓V。。1.02V，短路電流密度 Jsc 17.00 mA/cm2，填充因子 FF 0.61，轉(zhuǎn)換效率 η 10.61 %。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種介孔鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，其特征在于:包括透明導(dǎo)電基底、致密層、骨架層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層和對(duì)電極；所述的骨架層為具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種介孔鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的氧化物薄膜為透明狀，具有P型導(dǎo)電性或者η型導(dǎo)電性或絕緣體，形態(tài)為多孔薄膜。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種介孔鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的多孔氧化物薄膜由納米顆粒、納米線、納米棒、納米片、納米花、微米球制備而得；多孔結(jié)構(gòu)是孔隙式、孔道式、管道式、分散顆粒式；其制備方法采用旋涂、刮涂、滴涂、噴涂、絲網(wǎng)印刷方法中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種介孔鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，其特征在于: 所述的氧化物薄膜指的是BaSnO3薄膜、PbSnO 3薄膜、BaT1 3薄膜、ZnT1 3薄膜、PbGeO 3薄膜、LaCrO3薄膜、KTaO3薄膜、MnT1 3薄膜中的一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種介孔鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，其特征在于: 所述透明導(dǎo)電基底為FTO或者ITO ;所述的致密層采用Ti02、SnO2, ZnO和PCBM中的任意一種半導(dǎo)體材料形成；所述鈣鈦礦吸光層選化學(xué)通式為ABX1^3 μ型晶體結(jié)構(gòu)的一種或多種材料形成，其中 A = CH3NH3、C4H9NH3、NH2=CHNH2；B = Pb、Sn ；X, Y = Cl、Br、I ;m 為 0 至 3內(nèi)任意值； 所述的空穴傳輸層為含有添加劑的有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料形成，所述有機(jī)材料選自Spiro-OMeTAD^ P3HT、PTAA、PCPDTBT、PEDOT: PSS、NPB 和 TPD 中的任意一種；所述無(wú)機(jī)材料選自Cul、CuSCN, N1, V2O5和MoO3中的任意一種；所述添加劑選自4-叔丁基吡啶、雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰、鈷鹽FK209中的任意一種或多種； 所述的對(duì)電極選自金電極、鉑電極、碳電極、銀電極中的任意一種。6.一種如權(quán)利要求1所述的介孔鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于: 步驟如下: (O透明導(dǎo)電基底刻蝕、清洗、干燥、高溫處理； (2)在透明導(dǎo)電基底表面沉積半導(dǎo)體材料致密層； (3)在致密層表面沉積氧化物，形成骨架層； (4)在骨架層上填充、沉積鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)材料，形成鈣鈦礦吸光層； (5)在鈣鈦礦層表面沉積空穴傳輸層材料，形成空穴傳輸層； (6)在空穴傳輸層表面沉積金屬對(duì)電極。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種介孔鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)及其制備方法，它包括透明導(dǎo)電基底以及依次層疊于其上的致密層、骨架層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層和對(duì)電極，所述的骨架層為錫酸鋇薄膜等具有鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的p型導(dǎo)電性或者n型導(dǎo)電性或絕緣體。本發(fā)明采用新的鈣鈦礦型氧化物作為骨架層，具有相對(duì)較高的電荷收集效率，且與鈣鈦礦層界面接觸更好。相對(duì)于傳統(tǒng)的二氧化鈦致密層，可有效提高短路電流、填充因子等光電性能，減少空穴傳輸層與電子傳輸層的接觸所導(dǎo)致的漏電流，防止光電子逆向復(fù)合，提高光電轉(zhuǎn)換效率。
【IPC分類】H01L51/44, H01L51/42, H01L51/46, H01L51/48
【公開號(hào)】CN105070836
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510482804
【發(fā)明人】戴松元, 潘旭, 朱梁正, 胡林華, 姚建曦
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月3日