制備空穴傳輸層:
將異丙氧基鈦與乙醇鈮按25:1的比例的混合，攪拌均勻，旋涂于電子吸收層上，得到空穴傳輸層；
6)頂電極的制備:
采用真空熱蒸鍍的方法在空穴傳輸層上蒸鍍52nm的銀層。
[0016]進(jìn)行電池性能測試，實(shí)驗(yàn)過程中采用在100mW/cm2太陽能模擬器(Newport)AM1.5G光照下進(jìn)行，測得光電轉(zhuǎn)化率衛(wèi)18.6%。
[0017]實(shí)施例3 1)采用ITO導(dǎo)電玻璃作為透光/透明電極層；
2)采用熱蒸鍍的方法，在IT0上制備硫化錳薄膜，厚度38納米；
3)制備吸光層:
a.配制PbI2溶液，濃度為1.5Mol/L，溶劑為二甲基甲酰胺；
b.配制CH3NH3I溶液:濃度8.5mg/mL，溶劑為異丙醇；
采用溶液法原位合成鈣鈦礦材料:先在電子傳輸層上旋涂PbI2溶液，烘干后放入CH3NH3I溶液中浸泡生長出鈣鈦礦材料，得到鈣鈦礦吸光層；厚度491nm ;
a.配制PbI2溶液，濃度為1.5Mol/L，溶劑為二甲基甲酰胺；
b.配制CH3NH3I溶液:濃度8.5mg/mL，溶劑為異丙醇；
采用溶液法原位合成鈣鈦礦材料:先在電子傳輸層上旋涂PbI2溶液，烘干后放入CH3NH3I溶液中浸泡生長出鈣鈦礦材料，得到鈣鈦礦吸光層；厚度491nm ;
4)制備電子吸收層
采用PCBM的氯苯溶液旋涂于吸光層，烘干，得到厚度68nm的電子吸收層；
5)制備空穴傳輸層:
將異丙氧基鈦與乙醇鈮按30:1的比例的混合，攪拌均勻，旋涂于電子吸收層上，得到空穴傳輸層；
6)頂電極的制備:
采用真空熱蒸鍍的方法在空穴傳輸層上蒸鍍161nm的銀層。
[0018]進(jìn)行電池性能測試，實(shí)驗(yàn)過程中采用在100mW/cm2太陽能模擬器(Newport)AM1.5G光照下進(jìn)行，測得光電轉(zhuǎn)化率衛(wèi)19.3%。
[0019]實(shí)施例4
1)采用鋁鋅氧化物ΑΖ0導(dǎo)電玻璃作為透光/透明電極層；
2)采用真空蒸鍍的方法，在ΑΖ0上制備硫化錳薄膜，厚度45納米；
3)制備吸光層:
a.配制PbI2溶液，濃度為2.0Mol/L，溶劑為二甲基甲酰胺；
b.配制CH3NH3I溶液:濃度8mg/mL，溶劑為異丙醇；
采用溶液法原位合成鈣鈦礦材料:先在電子傳輸層上旋涂PbI2溶液，烘干后放入CH3NH3I溶液中浸泡生長出鈣鈦礦材料，得到鈣鈦礦吸光層；厚度310nm ;
4)制備電子吸收層
采用PCBM的氯苯溶液旋涂于吸光層，烘干，得到厚度95nm得電子吸收層；
5)制備空穴傳輸層:
將異丙氧基鈦與乙醇鈮按10:1的比例的混合，攪拌均勻，旋涂于電子吸收層上，得到空穴傳輸層；
6)頂電極的制備:
采用化學(xué)沉積的方法在空穴傳輸層上蒸鍍126nm的碳層。
[0020]進(jìn)行電池性能測試，實(shí)驗(yàn)過程中采用在100mW/cm2太陽能模擬器(Newport)AM1.5G光照下進(jìn)行，測得光電轉(zhuǎn)化率衛(wèi)17.1%。
[0021]實(shí)施例5
1)采用鋁鋅氧化物ΑΖ0導(dǎo)電玻璃作為透光/透明電極層； 2)采用物理氣相沉積的方法，在AZO上制備硫化錳薄膜，厚度50納米；
3)制備吸光層:
a.配制PbI2溶液，濃度為0.5Mol/L，溶劑為二甲基甲酰胺；
b.配制CH3NH3I溶液:濃度10mg/mL，溶劑為異丙醇；
采用溶液法原位合成鈣鈦礦材料:先在電子傳輸層上旋涂PbI2溶液，烘干后放入CH3NH3I溶液中浸泡生長出鈣鈦礦材料，得到鈣鈦礦吸光層；厚度490nm ;
4)制備電子吸收層
采用PC71BM的氯苯溶液旋涂于吸光層，烘干，得到厚度32nm的電子吸收層；
5)制備空穴傳輸層:
將異丙氧基鈦與乙醇鈮按20:1的比例的混合，攪拌均勻，旋涂于電子吸收層上，得到空穴傳輸層；
6)頂電極的制備:
采用熱蒸鍍的方法在空穴傳輸層上蒸鍍283nm的銀層。
[0022]進(jìn)行電池性能測試，實(shí)驗(yàn)過程中采用在100mW/cm2太陽能模擬器(Newport)AM1.5G光照下進(jìn)行，測得光電轉(zhuǎn)化率衛(wèi)18.9%。
[0023]應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，例如，在透光/透明電極層外在加上一層玻璃類的透明材料加以保護(hù)，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法，該電池包括依次層疊的透光/透明電極層、電子傳輸層、吸光層、電子吸收層、空穴傳輸層和頂電極，其中:所述電子傳輸層由硫化物組成；所述吸光層為具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的材料；所述電子吸收層是由富勒烯衍生物構(gòu)成；所述空穴傳輸層由三元氧化物構(gòu)成，所述頂電極由導(dǎo)電性能良好的材料構(gòu)成。2.一種如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層為三元氧化物，由T1、Nb、0三種元素構(gòu)成，且Nb / Ti的摩爾比介于1:30與1:10之間；所述電子傳輸層厚度在10-50nm之間，所述吸光層厚度在50_500nm之間，所述電子吸收層厚度在30-150nm之間，所述頂電極厚度在50_300nm之間。3.一種如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，其制備方法包含以下步驟: 1)采用導(dǎo)電玻璃作為透光/透明電極層； 2)制備得到電子傳輸層:采用蒸鍍或氣相沉積的方法在導(dǎo)電玻璃上制備硫化物；厚度控制在10-50nm之間； 3)制備吸光層: a.配制PbI2溶液，PbI2的濃度為0.5-3.0Mol/L，溶劑為二甲基甲酰胺； b.配制CH3NH3I溶液:濃度5_10mg/mL，溶劑為異丙醇； 采用溶液法原位合成鈣鈦礦材料:先在電子傳輸層上旋涂PbI2溶液，烘干后放入CH3NH3I溶液中浸泡生長出鈣鈦礦材料，得到鈣鈦礦吸光層；通過控制PbI2與CH3NH3I反應(yīng)溶液的濃度，控制鈣鈦礦的形貌與厚度，厚度控制在50-500nm之間； 4)制備電子吸收層: 采用富勒烯衍生物的氯苯溶液旋涂于吸光層，烘干，得到電子吸收層，控制溶液的濃度與涂布厚度，使電子吸收層的厚度在30-150nm之間； 5)制備空穴傳輸層: 將異丙氧基鈦(或雙(乙酰丙酮基)二異丙基鈦酸酯前驅(qū)體溶液)與乙醇鈮的混合，攪拌均勻，旋涂于電子吸收層上； 6)頂電極的制備: 采用真空熱蒸鍍、噴涂、沉積等方法，在器件上表面蒸鍍50-300nm的導(dǎo)電金屬層或碳層。4.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，透明電極的材料為透明且能導(dǎo)電的材料組成，包括但不限于銦錫氧化物(ITO，Indium Tin Oxides)、氟錫氧化物(FT0，fluorine doped tin oxide)、招鋅氧化物(AZO，aluminium-doped zinc oxide)等透明電極材料。5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光伏材料為ABX3型晶體結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦；其中，B為鉛、錫、銻，X為鹵素。6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，電子吸收層為富勒烯的衍生物，包含但不限于PCBM、PC71BM。7.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述頂電極為金屬電極或碳材料電極。8.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述硫化物包含但不限于硫化猛、硫化鉻。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適于生產(chǎn)的低成本鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法。該太陽能電池包括依次層疊的透光／透明電極層、電子傳輸層、吸光層、電子吸收層、空穴傳輸層和頂電極，其中：所述吸光層為具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的材料；所述電子吸收層是由富勒烯衍生物構(gòu)成;所述空穴傳輸層由三元氧化物構(gòu)成，所述頂電極由導(dǎo)電性能良好的材料構(gòu)成。本發(fā)明有效地利用了鈣鈦礦材料的性能，將鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率提高到了17%以上，適于批量生產(chǎn)。
【IPC分類】H01L51/42, H01L51/46, H01L51/48, H01L51/44
【公開號(hào)】CN105355790
【申請?zhí)枴緾N201510827176
【發(fā)明人】楊秋香
【申請人】楊秋香
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月24日