有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钙钛矿基薄膜太阳能电池，特别是一种有机无机杂化钙钛矿基的太阳能电池。
【背景技术】
[0002]有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池近年来展现出优异的光电性能和巨大的潜力。随着钙钛矿太阳能电池技术的发展，基于这种吸光材料的电池器件光电转换效率高达19.
[0003]钙钛矿吸光层结晶质量及其与电极修饰层间的界面控制对电池的光电性能至关重要，直接影响着电池的转换效率和稳定性。钙钛矿吸光层制备方法主要有液相法、气相辅助液相法、气相共蒸发沉积法等。液相法无需高温高真空制程、工艺简单、适合大面积工业化生产，是目前制备钙钛矿吸光层的主要方法。
[0004]现有钙钛矿基太阳能电池结构中，钙钛矿吸光层一般通过液相法直接沉积在电极修饰层表面(如Ti02、Zn0、PED0T:PSS等表面)，由于PbIjP CH3NH3I在涂布过程中快速自组装成纳米级钙钛矿微小晶粒，钙钛矿晶粒成核和膜层生长方向难以控制，成膜后晶体中缺陷较多、规整度差，难以形成均匀致密的钙钛矿薄膜，降低了载流子的扩散长度，电子-空穴对复合严重。液相法受到前驱体溶液组份配比、浓度、溶剂以及旋涂转速等多种因素影响，结晶质量难以控制，结晶后薄膜形貌各异，高效电池器件制备可重现性较差，极大的限制了钙钛矿基太阳能电池产业化过程。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要求解决的技术问题是:针对上述存在的问题和不足，提供设置超薄定向层的有机无机杂化妈钛矿基太阳能电池。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:
[0007]一种有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，包括衬底和依次层叠于该衬底上的透明电极、电子传输层、超薄定向层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极。
[0008]一种有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，包括衬底和依次层叠于该衬底上的透明电极、空穴传输层、超薄定向层、钙钛矿吸光层、电子传输层和对电极。
[0009]—种优选方案，所述超薄定向层厚度为0.5-15nm。
[0010]—种优选方案，所述超薄定向层厚度为0.6-10nm。
[0011]—种优选方案，所述钙钛矿吸光层的厚度为100-1000nm。
[0012]一种优选方案，所述钙钛矿吸光层的厚度为150-550nm。
[0013]—种优选方案，所述电子传输层的厚度为5-150nm。
[0014]—种优选方案，所述电子传输层的厚度为10-50nm。
[0015]—种优选方案，所述空穴传输层厚度为5-500nm。
[0016]—种优选方案，所述空穴传输层厚度为10-150nm。
[0017]与现有直接溶液法制备钙钛矿技术相比，本实用新型的有益效果表现在:
[0018](I)本实用新型通过增设超薄定向层，超薄定向层中环状分子的空腔与铅离子络合作用，可以使钙钛矿晶体在自组装时定向生长，提高结晶规整度，降低钙钛矿晶体内部缺陷，形成高结晶性均匀钙钛矿层；有效提高钙钛矿层内部载流子扩散长度，防止电子-空穴对在钙钛矿层内部及界面的复合，进而显著提高电池的光电转换效率和稳定性。
[0019](2)本实用新型的超薄定向层中环状分子可以起到定向模板作用，使钙钛矿吸光层结晶质量不易受到成膜条件影响，提高器件制备的可重复性。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型一种有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池的结构示意图；
[0021]图2是本实用新型另一种有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池的结构示意图。
[0022]图中各标号表不为:1-衬底、2-透明电极、3-电子传输层、4-超薄定向层、5-1?钛矿吸光层；6_空穴传输层；7_对电极。
【具体实施方式】
[0023]为了使本实用新型的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。此处说明仅限于解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型的保护范围。
[0024]图1是本实用新型的一种结构示意图，它包括衬底1，设置在衬底I上的透明电极2，在透明电极2上形成半导体材料的电子传输层3，在电子传输层3上形成超薄定向层4，在超薄定向层4上形成的钙钛矿吸光层5，在钙钛矿吸光层5上形成的空穴传输层6，在空穴传输层6上形成的对电极7。
[0025]图2是本实用新型的另一种结构示意图，它包括衬底1，设置在衬底I上的透明电极2，在透明电极2上形成空穴传输层6，在空穴传输层6上形成超薄定向层4，在超薄定向层4上形成的钙钛矿吸光层5，在钙钛矿吸光层5上形成的电子传输层3，在电子传输层3上形成的对电极7。
[0026]以图1所示的有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池的结构为例。
[0027]在使用液相法制备钙钛矿吸光层5之前，对电子传输层3进行界面修饰，形成超薄定向层4。超薄定向层4由空腔内径可以与铅离子络合的环状分子构成，通过环状分子的大环结构效应使其空腔与PbI2分子中铅离子络合，快速形成一层均匀排布的PbI 2晶核，控制PbI2晶体生长方向，从而使钙钛矿晶体在自组装时定向生长，提高结晶规整度，降低钙钛矿晶体内部缺陷。
[0028]环状分子可选自:单苯并15-冠-5、苯乙烯基15-冠-5、二苯并15-冠-5、二苯并18-冠-6、N，N-二甲基腈乙基二氮杂-18-冠-6、四苯基卟啉、四(2-羟基-1-萘基)卟啉、四(2-甲氧基-1-萘基)卟啉、四-对叔丁基杯[4]芳烃、四-对叔丁基[6]杯芳烃、四偶氮苯甲酸基杯[4]芳烃、四酰胺基取代杯[4]芳烃、二溴二丙氧基杯[4]芳烃、β-环糊精及其衍生物等材料任意一种。
[0029]超薄定向层的厚度可为0.5-15nm，优选0.6-lOnm ;厚度> 15nm，阻碍空穴从妈钛矿吸光层5到空穴传输层6的传输；厚度< 0.5nm，薄膜不能完整、均匀的覆盖在电子传输层3表面，不能充分起到结晶定向作用。
[0030]钙钛矿吸光层5厚度为lOO-lOOOnm，优选150_550nm。
[0031 ] 电子传输层3厚度为5-150nm，优选10_50nm。
[0032]所述空穴传输层的厚度为5-500nm，优选10_150nmo
[0033]对电极一般采用具有较高功函数的材料，如金、银、铜、铝等金属，可以采用真空蒸镀等利记博彩app。
[0034]另一种结构的有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，是在空穴传输层6上形成超薄定向4层，在超薄定向层4上形成钙钛矿吸光层5，在钙钛矿吸光层上形成电子传输层3 ;其余相同。
【主权项】
1.一种有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，其特征在于，包括衬底和依次层叠于该衬底上的透明电极、电子传输层、超薄定向层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极。
2.—种有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，其特征在于，包括衬底和依次层叠于该衬底上的透明电极、空穴传输层、超薄定向层、钙钛矿吸光层、电子传输层和对电极。
3.根据权利要求1或2所述的有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，其特征在于，所述超薄定向层度为0.5-15nm0
4.根据权利要求1或2所述的有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，其特征在于，所述超薄定向层厚度为0.6-10nmo
5.根据权利要求1或2所述的有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸光层厚度为100-1000nm。
6.根据权利要求1或2所述的有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸光层厚度为150-550nm。
7.根据权利要求1或2所述的有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层的厚度为5-150nm。
8.根据权利要求1或2所述的有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层的厚度为10-50nm。
9.根据权利要求1或2所述的有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层厚度为5-500nm。
10.根据权利要求1或2所述的有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层厚度为10-150nmo
【专利摘要】本实用新型涉及一种有机无机杂化钙钛矿基太阳能电池，包括衬底和依次层叠于该衬底上的透明电极、电子传输层、超薄定向层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极。本实用新型可有效提高钙钛矿层内部载流子扩散长度，防止电子-空穴对在钙钛矿层内部及界面的复合，进而显著提高电池的光电转换效率和稳定性。同时，超薄定向层的定向模板作用，使钙钛矿吸光层结晶质量不易受到成膜条件影响，提高器件制备的可重复性。
【IPC分类】H01L51-42, H01L51-48, H01L51-46
【公开号】CN204497277
【申请号】CN201520211746
【发明人】王亚丽, 王金凤, 李秀贞, 刘贤豪, 侯丽新, 李丽, 程媛
【申请人】中国乐凯集团有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月9日