一种全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法

文档序号:30173321发布日期:2022-05-26 11:09阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种全无机钙钛矿太阳能电池,其特征在于:包括依次叠加设置的导电玻璃层、多孔gan单晶层、全无机钙钛矿层、空穴传输层和电极层;所述多孔gan单晶层由磷酸腐蚀得到的含有六方形孔的gan单晶制备而成。2.根据权利要求1所述的全无机钙钛矿太阳能电池,其特征在于:导电玻璃层的厚度为100-500nm;或,多孔gan单晶层的厚度为100-300nm;或,全无机钙钛矿层的厚度为100nm-1μm;钙钛矿为具有钙钛矿结构的全无机卤化物。或,空穴传输层的厚度为100-300nm;或,电极层的厚度为50-100nm。3.根据权利要求1所述的全无机钙钛矿太阳能电池,其特征在于:所述空穴传输层的材质为spiro-ometad(2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴);进一步的,所述电极层的材质为金或银。4.权利要求1-3任一所述全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:将导电玻璃清洗后采用氧等离子体处理;采用磷酸溶液对n型gan单晶衬底进行腐蚀,得到六方形孔的gan单晶薄膜;将制备的六方形孔的gan单晶薄膜分散于无水乙醇中,将得到的分散液涂覆于导电玻璃上,得多孔gan单晶层;将无机钙钛矿前驱体溶液涂覆于多孔gan单晶层上,结晶后制得钙钛矿层;在钙钛矿层上旋涂空穴传输层,并在空穴传输层上蒸镀电极层,制得钙钛矿太阳能电池。5.根据权利要求4所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:磷酸溶液的浓度为70-90%,%为质量百分数;进一步的,所述腐蚀的温度为200-280℃。6.根据权利要求4所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:依次采用丙酮、异丙醇和去离子水对导电玻璃进行超声清洗;进一步的,对导电玻璃进行氧等离子体处理的时间为10-30min,优选为10-20min;更进一步的,氧等离子体处理的真空度为0.3-0.7torr,通入的氧气流量为10-50sccm,功率50-120w。7.根据权利要求4所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述n型gan单晶衬底为采用mocvd法在双面抛光蓝宝石衬底上制备而成。8.根据权利要求4所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:无机钙钛矿前驱体溶液的制备方法为:将pbbr2粉末和csi粉末加入dmso溶液中,加热搅拌至完全溶解,即得;进一步的,pbbr2粉末和csi粉末的质量比为1-2:1;进一步的,加热搅拌的温度为55-70℃,优选的加热搅拌的温度为55-65℃,进一步优选为60℃。9.根据权利要求4所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:无机钙钛矿前驱体溶液在多孔gan单晶层上的旋涂速度是2000-5000r/min,旋涂时间是30-50s;
优选的,旋涂的无机钙钛矿前驱体溶液在加热的条件下结晶;进一步的,加热的温度为220-260℃,保温时间为10-20min。10.根据权利要求4所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述空穴传输层的旋涂溶液为2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴的氯苯溶液;进一步的,空穴传输层溶液的旋涂速度为3000-5000r/min,旋涂时间为30-50s。

技术总结
本发明公开了一种全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法,包括依次叠加设置的导电玻璃层、多孔GaN单晶层、全无机钙钛矿层、空穴传输层和电极层;所述多孔GaN单晶层由磷酸腐蚀得到的含有六方形孔的GaN单晶制备而成。磷酸溶液腐蚀后的GaN单晶材料含有部分Al2O3,Al2O3起到了掩膜的作用,能够有效的降低位错密度;这种结构可以通过增加钙钛矿中电子和空穴波函数的重叠来提高辐射重组的概率,从而提高发光效率。效率。效率。


技术研发人员:刘光霞 李秋波 俞娇仙 陈成敏 王国栋 张雷
受保护的技术使用者:山东省科学院能源研究所
技术研发日:2022.02.16
技术公布日:2022/5/25
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