一种钙钛矿型太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能电池，具体涉及一种基于T12/碳纤维三维电子传输层的钙钛矿型太阳能电池。
【背景技术】
[0002]随着全球经济的快速发展，能源不断被消耗，能源危机与环境问题已经成为当前世界面临的严重问题。太阳能以其清洁和永久性的优势日益受到研究者的重视，是极具潜力的新型能源。目如晶娃太阳能电池具有$父尚的效率，但是制备成本尚。然而有机太阳能电池成本低，可大面积柔性制造等特点，但是光电转换效率低。钙钛矿太阳能电池以其快速增长的效率受到研究者们的重视。2009年的转换效率3.8%,2013年效率为15.7%,2014年效率为19.3，到目前为止效率可达20%以上。该电池具有着低成本，高效率，也正是人们所需求的太阳能电池器件。钙钛矿太阳能电池由透明导电玻璃，电子传输层，钙钛矿结构吸光层，空穴传输层，对阴极层组成。目前电子传输层跟钙钛矿吸收层直接能够使得能带更好的匹配，使得电子传输更加顺畅，电子的传输性能提高，对钙钛矿太阳能电池的效率提高也会起到一定的影响。
[0003]钙钛矿太阳能电池由透明导电玻璃，电子传输层，钙钛矿结构吸光层，空穴传输层，对阴极层组成。目前电子传输层一般为介孔二氧化钛，该结构能吸附钙钛矿层，但是传输能力不强。因此采用一种吸附钙钛矿量多和传输性能好的电子传输层对于提高钙钛矿太阳能电池效率具有重大意义。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述目的，本实用新型提供的技术方案为一种钙钛矿型太阳能电池，其采用碳纤维基底纳米阵列二氧化钛的三维结构具有更大的表面积，能吸附更多的钙钛矿吸收层，并且电子在垂直于导电基底的纳米阵列二氧化结构中传输具有极高的传输速率和最低损耗。
[0005]—种钙钛矿型太阳能电池，电池由电池导电连接边框和五个分层组成；
[0006]电池导电连接边框，其材料为导电金属，通过连接钙钛矿型太阳能电池产生正负电极；
[0007]分层从下到上依次是导电玻璃、电子传输层、钙钛矿结构吸光层、空穴传输层、对阴极层；其中第二层电子传输层内包含两个子层。
[0008]优选的是，导电玻璃包含透明玻璃和粘贴在所述透明玻璃上的导电薄膜。
[0009]优选的是，导电薄膜可选用FTO或ITO膜，导电玻璃I厚度为3 mm?5 mm。
[0010]优选的是，作为一种优选，电子传输层内子分层分别为T1Jl和碳纤维三维结构层。
[0011]优选的是，钙钛矿结构吸光层厚度为300?500nm。
[0012]优选的是，空穴传输层为高空穴迀移率和电导率的材料，厚度为100?150nm。
[0013]优选的是，对阴极层其材料为银，厚度为80?150nm。
[0014]优选的是，电池导电连接边框包裹钙钛矿型太阳电池两侧。
[0015]本实用新型所述的有益效果是，设计了一种钙钛矿型太阳能电池，本实用新型采用碳纤维基底纳米阵列二氧化钛的三维结构具有更大的表面积，能吸附更多的钙钛矿吸收层，并且电子在垂直于导电基底的纳米阵列二氧化结构中传输具有极高的传输速率和最低损耗。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型所述的一种钙钛矿型太阳能电池主体示意图。
[0017]图2为本实用新型所述的一种钙钛矿型太阳能电池的电池导电连接边框示意图。
[0018]图中:导电玻璃1、电子传输层2、钙钛矿结构吸光层3、空穴传输层4、对阴极层5、电池导电连接边框6。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0020]如图1所示，本实用新型提供一种钙钛矿型太阳能电池，包括:电池导电连接边框6和边框内的太阳能电池分层结构，分层结构方向由下至上，首层为导电玻璃I相接第二层电子传输层2，第二层电子传输层2相接第三层钙钛矿结构吸光层3，第三层钙钛矿结构吸光层3相接第四层空穴传输层4，第四层空穴传输层4相接第五层对阴极层5。
[0021]导电玻璃1，导电玻璃包含透明玻璃和粘贴在所述透明玻璃上的导电薄膜。作为一种优选导电薄膜可选用FTO或ITO膜，所述导电玻璃I厚度为3?5mm。
[0022]电子传输层2，其为基于Ti02/碳纤维三维结构的电子传输层，其中碳纤维做基底时需要进行表面处理，主要采用两种方法，一种是液相氧化法采用一定浓度的硝酸作为腐蚀液，针对碳纤维表面进行氧化处理，通过调节处理时间、温度以及腐蚀液浓度控制碳纤维表面氧化程度。另外一种是表面涂层方法，利用TiCl4溶液在碳纤维表面涂覆二氧化钛晶种层，通过调整溶液浓度及时间等参数控制涂层厚度；作为一种优选，可以将1102纳米棒种植在碳纤维基底上，激发更多电子。
[0023]钙钛矿结构吸光层3，其设置在电子传输层2上，能有效地将不同波长的太阳光转化为电力，从而显著提高能效，厚度为300?500nm。
[0024]空穴传输层4，其选用具有高空穴迀移率和电导率的材料，作为一种优选其材料是碲化锌或者氧化钼，厚度为100?150nm。
[0025]对阴极层5，其作用为将电池中的载流子输送至外部电路，其材料为银，厚度为80 ?150nm。
[0026]电池导电连接边框6，其包裹钙钛矿太阳能电池两侧，其通过边框内壁顶部与底部的凸起将6.1将太阳能电池层卡在凹槽6.2内，其材料为导电金属；所述电池导电连接边框6，其通过连接钙钛矿型太阳能电池，使边框带有正负电极，所述电池导电连接边框6其外壁为阶梯形状，通过电池导电连接边框将每块独立的太阳能电池拼接在一起即可通过其电池导电边框实现串联，形成大面积太阳能电池板。
[0027]在另一个实施例中，I丐钛矿太阳能电池结构为:透明导电玻璃厚度为3_，以碳纤维为基底、长劲比为4的纳米阵列二氧化钛为电子传输层，钙钛矿结构吸光层厚度为300nm，空穴传输层厚度为10nm和对阴极层银厚度为80nm。
[0028]在另一个实施例中，I丐钛矿太阳能电池结构为:透明导电玻璃厚度为4_，以碳纤维为基底、长劲比为6的纳米阵列二氧化钛为电子传输层，钙钛矿结构吸光层厚度为400nm，空穴传输层厚度为125nm和对阴极层银厚度为lOOnm。
[0029]在另一个实施例中，I丐钛矿太阳能电池结构为:透明导电玻璃厚度为5_，以碳纤维为基底、长劲比为8的纳米阵列二氧化钛为电子传输层，钙钛矿结构吸光层厚度为500nm，空穴传输层厚度为150nm和对阴极层银厚度为150nm。
[0030]如上所述，本实用新型一种钙钛矿型太阳能电池，其采用碳纤维基底纳米阵列二氧化钛的三维结构具有更大的表面积，能吸附更多的钙钛矿吸收层，并且电子在垂直于导电基底的纳米阵列二氧化结构中传输具有极高的传输速率和最低损耗。
[0031]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电池由电池导电连接边框和五个分层组成； 电池导电连接边框，其内壁顶部与底部设有凸起，外壁为阶梯形状，材料为导电金属，通过连接钙钛矿型太阳能电池产生正负电极； 分层从下到上依次是导电玻璃、电子传输层、钙钛矿结构吸光层、空穴传输层、对阴极层；其中电子传输层内包含两个子层。2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，导电玻璃包含透明玻璃和粘贴在所述透明玻璃上的导电薄膜。3.如权利要求1或2所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，导电薄膜选用FTO或ITO膜，导电玻璃厚度为3 IM?5 !Mo4.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，电子传输层的子层分别为T1Jl和碳纤维三维结构层。5.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，钙钛矿结构吸光层厚度为300 ?500nm。6.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，空穴传输层为高空穴迀移率和电导率的材料，厚度为100?150nm。7.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，对阴极层其材料为银，厚度为80 ?150nm。8.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，电池导电连接边框包裹钙钛矿型太阳电池两侧。
【专利摘要】本实用新型公开了一种钙钛矿型太阳能电池，电池由电池导电连接边框和五个分层组成；电池导电连接边框，其材料为导电金属，通过连接钙钛矿型太阳能电池产生正负电极；分层从下到上依次是导电玻璃、电子传输层、钙钛矿结构吸光层、空穴传输层、对阴极层；其中第二层电子传输层内包含两个子层；本实用新型一种钙钛矿型太阳能电池，其采用碳纤维基底纳米阵列二氧化钛的三维结构具有更大的表面积，能吸附更多的钙钛矿吸收层，并且电子在垂直于导电基底的纳米阵列二氧化结构中传输具有极高的传输速率和最低损耗。
【IPC分类】H01L51/46
【公开号】CN204857789
【申请号】CN201520680117
【发明人】董欢, 唐立丹, 王冰, 齐锦刚, 彭淑静
【申请人】辽宁工业大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月6日