一种pin异质结太阳能电池及其制备方法_2

文档序号:9580862阅读:来源:国知局
,其成本只有传统硅太阳能电池的三分之一。
[0012]
【具体实施方式】
下面通过结合附图与实施例详细描述本发明的器件及其制备方法,但不构成对本发明的限制。
[0013]【附图说明】:
附图1为本发明的结构示意图。图中1为透光/透明电极层、2为过渡层、3为电子传输层、4为吸光层、5为电子吸收层、6为空穴传输层和7为顶电极。
[0014]实施例1
1)采用ITO(Indium Tin Oxides)导电玻璃作为透光/透明电极层;
2)采用喷涂热分解技术在导电玻璃表面制备N1层。厚度控制在15nm;
3)按照摩尔比2:1:6的比例配置已酸丙酮镍、醋酸锂、乙酸镁四水合物的混合溶液,旋涂于过渡层上,于350°C烘干,制备得到电子传输层;厚度15nm ;
4)制备吸光层:
a.配制PbI2溶液,浓度为2.3Mol/L,溶剂为二甲基甲酰胺;
b.配制CH3NH3I溶液:浓度7.5mg/mL,溶剂为异丙醇;
采用溶液法原位合成钙钛矿材料:先在电子传输层上旋涂PbI2溶液,烘干后放入CH3NH3I溶液中浸泡生长出钙钛矿材料,得到钙钛矿吸光层;厚度447nm ;
5)制备电子吸收层
将石墨粉加入装有浓硫酸的容器中,容器置于冰浴中,搅拌均匀,再加入的高锰酸钾粉末,保持温度15°C搅拌均匀,将搅拌均匀后的溶液升温到35°C持续搅拌30分钟,接着缓慢的向溶液中加入去离子水以及浓度为30%的双氧水,并把混合物升温到98°C持续搅拌15分钟,直到混合物颜色变为亮黄色;
然后将上述溶液在超声分散仪中振荡分散,得到稳定的分散液;然后滴加水合肼,并将此溶液放入油浴中加热到100°C后,恒温反应20分钟,然后用半透膜过滤,将得到的产物分别用去离子水、甲醇、乙醇洗涤,旋涂于钙钛矿材料之上,最后在60°C条件下充分干燥,得到的产物就是石墨烯与氧化石墨烯的混合物,厚度为75nm,氧化石墨烯的重量百分比含量为5.6% ;
6)制备空穴传输层:
将异丙氧基钛与乙醇铌按25:1的比例的混合,搅拌均匀,旋涂于电子吸收层上,得到空穴传输层;
7)顶电极的制备:
采用真空热蒸镀的方法在空穴传输层上蒸镀150nm的银层。
[0015]进行电池性能测试,实验过程中采用在100mW/cm2太阳能模拟器(Newport)AM1.5G光照下进行,测得光电转化率卫20.8%。
[0016]实施例2
1)采用铝锌氧化物ΑΖ0导电玻璃作为透光/透明电极层;
2)采用喷涂热分解技术在导电玻璃表面制备Ni02层;厚度8nm;
3)按照摩尔比1:1:3的比例配置已酸丙酮镍、醋酸锂、乙酸镁四水合物的混合溶液,旋涂于过渡层上,于40(TC烘干,制备得到电子传输层;厚度60nm ;
4)制备吸光层:
a.配制PbI2溶液,浓度为0.5Mol/L,溶剂为二甲基甲酰胺;
b.配制CH3NH3I溶液:浓度10mg/mL,溶剂为异丙醇;
采用溶液法原位合成钙钛矿材料:先在电子传输层上旋涂PbI2溶液,烘干后放入CH3NH3I溶液中浸泡生长出钙钛矿材料,得到钙钛矿吸光层;厚度496nm ;
5)制备电子吸收层
将石墨粉加入装有浓硫酸的容器中,容器置于冰浴中,搅拌均匀,再加入的高锰酸钾粉末,保持温度15°C搅拌均匀,将搅拌均匀后的溶液升温到35°C持续搅拌30分钟,接着缓慢的向溶液中加入去离子水以及浓度为30%的双氧水,并把混合物升温到98°C持续搅拌15分钟,直到混合物颜色变为亮黄色;
然后将上述溶液在超声分散仪中振荡分散,得到稳定的分散液;然后滴加水合肼,并将此溶液放入油浴中加热到100°C后,恒温反应20分钟,然后用半透膜过滤,将得到的产物分别用去离子水、甲醇、乙醇洗涤,旋涂于钙钛矿材料之上,最后在60°C条件下充分干燥,得到的产物就是石墨烯与氧化石墨烯的混合物,厚度为30nm,氧化石墨烯的重量百分比含量为6% ;
6)制备空穴传输层:
将异丙氧基钛与乙醇铌按20:1的比例的混合,搅拌均匀,旋涂于电子吸收层上,得到空穴传输层;
7)顶电极的制备:
采用真空热蒸镀的方法在空穴传输层上蒸镀50nm的银层。
[0017]进行电池性能测试,实验过程中采用在100mW/cm2太阳能模拟器(Newport)AM1.5G光照下进行,测得光电转化率卫19.8%。
[0018]实施例3
1)采用铝锌氧化物ΑΖ0导电玻璃作为透光/透明电极层;
2)采用喷涂热分解技术在导电玻璃表面制备Ni02层;厚度50nm;
3)按照摩尔比1:1:5的比例配置已酸丙酮镍、醋酸锂、乙酸镁四水合物的混合溶液,旋涂于过渡层上,于300°C烘干,制备得到电子传输层;厚度控制在10nm ;
4)制备吸光层:
a.配制PbI2溶液,浓度为1.5Mol/L,溶剂为二甲基甲酰胺;
b.配制CH3NH3I溶液:浓度8.5mg/mL,溶剂为异丙醇;
采用溶液法原位合成钙钛矿材料:先在电子传输层上旋涂PbI2溶液,烘干后放入CH3NH3I溶液中浸泡生长出钙钛矿材料,得到钙钛矿吸光层;厚度108nm ;
5)制备电子吸收层
将石墨粉加入装有浓硫酸的容器中,容器置于冰浴中,搅拌均匀,再加入的高锰酸钾粉末,保持温度15°C搅拌均匀,将搅拌均匀后的溶液升温到35°C持续搅拌30分钟,接着缓慢的向溶液中加入去离子水以及浓度为30%的双氧水,并把混合物升温到98°C持续搅拌15分钟,直到混合物颜色变为亮黄色;
然后将上述溶液在超声分散仪中振荡分散,得到稳定的分散液;然后滴加水合肼,并将此溶液放入油浴中加热到100°C后,恒温反应10分钟,然后用半透膜过滤,将得到的产物分别用去离子水、甲醇、乙醇洗涤,旋涂于钙钛矿材料之上,最后在60°C条件下充分干燥,得到的产物就是石墨烯与氧化石墨烯的混合物,厚度在58nm,测量氧化石墨烯的重量百分比含量为27% ;
6)制备空穴传输层:
将异丙氧基钛与乙醇铌按30:1的比例的混合,搅拌均匀,旋涂于电子吸收层上,得到空穴传输层;
7)顶电极的制备:
采用化学沉积的方法在空穴传输层上蒸镀lOOnm的碳层。
[0019]进行电池性能测试,实验过程中采用在100mW/cm2太阳能模拟器(Newport)AM1.5G光照下进行,测得光电转化率卫19.4%。
[0020]实施例4
1)采用铝锌氧化物ΑΖ0导电玻璃作为透光/透明电极层;
2)采用喷涂热分解技术在导电玻璃表面制备N1层,厚度35nm;
3)按照摩尔比2:1:3的比例配置已酸丙酮镍、醋酸锂、乙酸镁四水合物的混合溶液,旋涂于过渡层上,于360°C烘干,制备得到电子传输层;厚度55nm ;
4)制备吸光层:
a.配制PbI2溶液,浓度为2.0Mol/L,溶剂为二甲基甲酰胺;
b.配制CH3NH3I溶液:浓度8mg/mL,溶剂为异丙醇;
采用溶液法原位合成钙钛矿材料:先在电子传输层上旋涂PbI2溶液,烘干后放入CH3NH3I溶液中浸泡生长出钙钛矿材料,得到钙钛矿吸光层;厚度312nm ; 5)制备电子吸收层
将石墨粉加入装有浓硫酸的容器中,容器置于冰浴中,搅拌均匀,再加入的高锰酸钾粉末,保持温度15°C搅拌均匀,将搅拌均匀后的溶液升温到35°C持续搅拌30分钟,接着缓慢的向溶液中加入去离子水以及浓度为30%的双氧水,并把混合物升温到98°C持续搅拌15分钟,直到混合物颜色变为亮黄色;
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