本發(fā)明涉及太陽能光伏，尤其涉及一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、鈣鈦礦薄膜太陽能電池是被廣泛關(guān)注的顛覆性光伏技術(shù)，因其自身低成本和卓越的光電性能而成為理想的光伏器件。然而該技術(shù)面臨的主要問題是常規(guī)的三維鈣鈦礦活性層在快速結(jié)晶過程中會(huì)不可避免地形成缺陷，尤其是分布于鈣鈦礦層表面的缺陷會(huì)引起電荷的非輻射復(fù)合從而嚴(yán)重阻礙電池工作時(shí)載流子提取和傳輸，同時(shí)缺陷處也更容易成為外界因素對(duì)鈣鈦礦層的入侵位點(diǎn)，使得三維鈣鈦礦活性層容易受到如水、氧等因素影響導(dǎo)致鈣鈦礦材料的分解，最終導(dǎo)致鈣鈦礦太陽能電池光電性能以及穩(wěn)定性的降低。

2、在鈣鈦礦中引入大尺寸或長鏈分子后會(huì)形成一維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，相較于三維結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦而言，一維鈣鈦礦通常擁有更強(qiáng)的疏水性，從而具備更好的穩(wěn)定性，但是受限的電荷傳輸也導(dǎo)致其光電性能較弱。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)仍有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有三維鈣鈦礦活性層中存在的缺陷導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)化效率低和穩(wěn)定性低的問題。

2、本發(fā)明的第一方面，提供一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其中，包括步驟：

3、制備三維鈣鈦礦層；

4、在所述三維鈣鈦礦層表面制備一維鈣鈦礦層；

5、其中，在所述三維鈣鈦礦層表面制備一維鈣鈦礦層的步驟，具體包括：

6、提供一維鈣鈦礦配體溶液，其中一維鈣鈦礦配體包括苯甲脒鹽酸鹽或2-吡啶甲脒鹽酸鹽；

7、將所述一維鈣鈦礦配體溶液旋涂于所述三維鈣鈦礦層表面，進(jìn)行退火處理，得到一維鈣鈦礦層。

8、可選地，所述一維鈣鈦礦配體溶液由一維鈣鈦礦配體溶解于有機(jī)溶劑中配制得到，所述有機(jī)溶劑為異丙醇或乙醇。

9、可選地，將所述一維鈣鈦礦配體溶液旋涂于所述三維鈣鈦礦層表面，進(jìn)行退火處理，得到一維鈣鈦礦層的步驟中，所述旋涂的參數(shù)包括：轉(zhuǎn)速為3000-6000rpm，時(shí)間為30-45s；

10、所述退火處理的參數(shù)包括：溫度為90-120℃，時(shí)間為3-6min。

11、可選地，所述三維鈣鈦礦層的厚度為600-700nm，所述一維鈣鈦礦層的厚度為50-100nm。

12、可選地，所述制備三維鈣鈦礦層的步驟，具體包括：

13、將碘化鉛和碘化銫混合在有機(jī)溶劑中，得到碘化鉛溶液；

14、將所述碘化鉛溶液進(jìn)行旋涂后，進(jìn)行退火處理，得到碘化鉛層；

15、將碘化甲脒、氯化甲胺、溴化甲胺混合在有機(jī)溶劑中，得到有機(jī)鹵素溶液；

16、將所述有機(jī)鹵素溶液旋涂于所述碘化鉛層表面后，進(jìn)行退火處理，得到三維鈣鈦礦層。

17、可選地，所述鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，具體包括步驟：

18、提供導(dǎo)電基底；

19、在所述導(dǎo)電基底表面制備電子傳輸層；

20、在所述電子傳輸層表面制備三維鈣鈦礦層；

21、在所述三維鈣鈦礦層表面制備一維鈣鈦礦層；

22、在所述一維鈣鈦礦層表面制備空穴傳輸層；

23、在所述空穴傳輸層表面制備電極。

24、本發(fā)明的第二方面，提供一種鈣鈦礦太陽能電池，其中，所述鈣鈦礦太陽能電池采用本發(fā)明所述的方法制備得到。

25、本發(fā)明的第三方面，提供一種鈣鈦礦太陽能電池，其中，所述鈣鈦礦太陽能電池包括三維鈣鈦礦層和設(shè)置于所述三維鈣鈦礦層表面的一維鈣鈦礦層。

26、可選地，所述一維鈣鈦礦層包括苯甲脒鹽酸鹽或2-吡啶甲脒鹽酸鹽；一維鈣鈦礦呈棒狀。

27、可選地，所述鈣鈦礦太陽能電池具體包括依次層疊設(shè)置的透明導(dǎo)電基底、電子傳輸層、三維鈣鈦礦層、一維鈣鈦礦層、空穴傳輸層和金屬電極。

28、有益效果：本發(fā)明提供了一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法，該方法使用苯甲脒鹽酸鹽或2-吡啶甲脒鹽酸鹽作為一維鈣鈦礦配體在三維鈣鈦礦層表面形成一維鈣鈦礦層，該一維鈣鈦礦層的存在有效減少了三維鈣鈦礦層表面缺陷引起的非輻射復(fù)合，促進(jìn)載流子的傳輸和提?。淮送庖痪S鈣鈦礦具有更好的疏水性，提升了三維鈣鈦礦層的穩(wěn)定性。使用該方法制備的鈣鈦礦太陽能電池具有顯著增強(qiáng)的光電性能及穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述一維鈣鈦礦配體溶液由一維鈣鈦礦配體溶解于有機(jī)溶劑中配制得到，所述有機(jī)溶劑為異丙醇或乙醇。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，將所述一維鈣鈦礦配體溶液旋涂于所述三維鈣鈦礦層表面，進(jìn)行退火處理，得到一維鈣鈦礦層的步驟中，所述旋涂的參數(shù)包括：轉(zhuǎn)速為3000-6000rpm，時(shí)間為30-45s；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述三維鈣鈦礦層的厚度為600-700nm，所述一維鈣鈦礦層的厚度為50-100nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述制備三維鈣鈦礦層的步驟，具體包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，具體包括步驟：

7.一種鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦太陽能電池采用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法制備得到。

8.一種鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦太陽能電池包括三維鈣鈦礦層和設(shè)置于所述三維鈣鈦礦層表面的一維鈣鈦礦層。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述一維鈣鈦礦層包括苯甲脒鹽酸鹽或2-吡啶甲脒鹽酸鹽；一維鈣鈦礦呈棒狀。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦太陽能電池具體包括依次層疊設(shè)置的透明導(dǎo)電基底、電子傳輸層、三維鈣鈦礦層、一維鈣鈦礦層、空穴傳輸層和金屬電極。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法。針對(duì)現(xiàn)有的三維鈣鈦礦活性層在快速結(jié)晶過程中容易形成大量缺陷，導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率和長期穩(wěn)定性降低的問題，本發(fā)明使用苯甲脒鹽酸鹽或2?吡啶甲脒鹽酸鹽配置一維鈣鈦礦配體溶液，將一維鈣鈦礦配體溶液旋涂于三維鈣鈦礦層表面，退火形成一維鈣鈦礦層。該一維鈣鈦礦層的存在有效減少了三維鈣鈦礦層表面缺陷引起的非輻射復(fù)合，促進(jìn)載流子的傳輸和提?。淮送庖痪S鈣鈦礦具有更好的疏水性，提升了三維鈣鈦礦層的穩(wěn)定性。使用該方法制備的鈣鈦礦太陽能電池具有顯著增強(qiáng)的光電性能及穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：宋世玖,羅燁峰,莊利彬,馬晴,周先放,袁慧,吳瑾,胡漢林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳職業(yè)技術(shù)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19