太阳能电池以及制备太阳能电池的方法_3

文档序号:9752872阅读:来源:国知局
8个C的直链、支链烷基和树枝状烷基。在金属酞菁配合物表 面修饰功能化基团的技术可以为公知技术,在此不再赘述。
[0083] 根据本发明的实施例,对电极400设置在空穴传输层300的下表面。根据本发明的 实施例,对电极可以由选自金、银、铝和铂中的任意一种形成,也可以采用碳和PED0T/PSS, 通过丝网印刷的方式设置在空穴传输层300的下表面,以便实现该太阳能电池的使用功能。
[0084] 需要说明的是,为了进一步提高电池性能,根据本发明实施例的太阳能电池中可 以进一步包括衬底以及电子传输层等结构。本领域技术人员可以根据实际情况,选择适当 的材料构成上述结构并将其按照现有技术中常见的方式组合成太阳能电池。
[0085] 例如,参考图2,根据本发明的实施例,衬底500设置在电极100的上表面,换句话 说,可以在衬底500的下表面形成电极100,然后再在电极100的下表面形成该太阳能电池的 其它结构。具体地,衬底500可以为选自透明玻璃以及透明聚合物膜的至少之一。由此,可以 为该太阳能电池提供良好的支持以及保护,并且玻璃以及透明聚合物膜能够使太阳光穿过 衬底500。根据本发明的实施例,透明聚合物膜是由选自聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚丙烯以及聚乙烯的至少之一形成的,由此,可以利用上述来源广泛,容易获得的材料构成 衬底500,有利于降低该太阳能电池的生产成本。
[0086] 根据本发明的实施例,电子传输层600设置在电极100的下表面。电子传输层包括 选自Ti02、Sn0 2以及ZnO的至少之一。根据本发明的一些实施例,电子传输层600的厚度可以 为20~150nm;根据本发明的另一些实施例,电子传输层600的厚度也可以为20~50nm。根据 本发明的实施例,电子传输层600能够起到传输电子,防止空穴与电子复合的作用。例如,根 据本发明的实施例,可以通过旋涂,使ZnO纳米颗粒的正丁醇溶液在电极100的下表面成膜, 构成电子传输层600;根据本发明的另一个实施例,也可以将ZnO以及Sn〇2的混合溶液通过 旋涂成膜,进而形成电子传输层600;根据本发明的实施例,还可以利用蒸镀的方式,形成C60 的薄膜做为电子传输层600。此外,根据本发明的实施例,电子传输层600还可以包括上述材 料的杂原子(除去上述材料中含有的原子以外的原子)掺杂材料。由此,可以提高该太阳能 电池的光电转换效率以及器件电压和电流。
[0087] 根据本发明的实施例,该太阳能电池可以为介观结构钙钛矿太阳能电池。具体地, 该太远能电池可以进一步包括介孔层。具体地,介孔层可以设置在电子传输层600的下表 面。介孔层包括选自Ti〇2、Ah〇3的至少之一,介孔层的厚度可以为100~1200nm。根据本发明 的另一些实施例,介孔层的厚度也可以为100~400nm。介孔层可以通过烧结等处理形成具 有介孔结构的支撑层,将吸光层200中的光电转换活性物质(例如钙钛矿型化合物)通过旋 涂等方式形成在上述介孔层中,以便形成介观结构钙钛矿太阳能电池。由此,可以提高吸光 层中电子以及空穴的传输能力,进而可以增强该太阳能电池的电池性能。
[0088] 根据本发明的实施例,该太阳能电池还可以为平面结构太阳能电池。具体地,在平 面结构太阳能电池中,不含有介孔层,吸光层200可以直接形成在电子传输层600的下表面。 由此,可以降低该太阳能电池的生产成本,提高电池光电转换效率。
[0089] 在本发明的另一方面,本发明提出了一种太阳能电池。参考图2,该太阳能电池具 有:衬底500、电极100、电子传输层600、吸光层200、空穴传输层300以及对电极400。其中,吸 光层200中含有钙钛矿型化合物,空穴传输层300中含有金属酞菁配合物。由此,可以降低该 太阳能电池的生产成本,提高空穴传输层300的能及调控精度,并且可以提高该太阳能电池 的使用性能。
[0090] 具体地,根据本发明的实施例,衬底500可以为选自透明玻璃以及透明聚合物膜的 至少之一。由此,可以为该太阳能电池提供良好的支持以及保护,并且玻璃以及透明聚合物 膜能够使太阳光穿过衬底500。根据本发明的实施例,透明聚合物膜是由选自聚氯乙烯、聚 对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯以及聚乙烯的至少之一形成的,由此,可以利用上述来源广 泛,容易获得的材料构成衬底500,有利于降低该太阳能电池的生产成本。
[0091] 根据本发明的实施例,电极100设置在衬底的下表面,电极100是由透明金属氧化 物形成的。具体地,根据本发明的实施例,透明金属氧化物包括选自氧化铟锡、氟掺杂锡氧 化物以及铝掺杂锌氧化物的至少之一,电极的方块电阻可以为5~120欧姆/□。根据本发明 的另一些实施例,电极100的方块电阻也可以为8~30欧姆/□。由此,可以为该太阳能电池 提供具有良好导电性能的电极,并且上述透明金属氧化物不会阻挡太阳光的透过,以便实 现该太阳能电池的使用功能。
[0092] 根据本发明的实施例,电子传输层600设置在电极100的下表面。电子传输层包括 选自1102、3110 2、2110、富勒烯以及?081的至少之一,电子传输层600的厚度为20~15011111,优选 20~50nm。根据本发明的实施例,电子传输层600能够起到传输电子,防止空穴与电子复合 的作用。例如,根据本发明的实施例,可以通过旋涂,使ZnO纳米颗粒的正丁醇溶液在电极 100的下表面成膜,构成电子传输层600 ;根据本发明的另一个实施例,也可以将ZnO以及 Sn02的混合溶液通过旋涂成膜,进而形成电子传输层600;根据本发明的实施例,还可以利 用蒸镀的方式,形成C 6Q的薄膜做为电子传输层600。此外,根据本发明的实施例,电子传输层 600还可以包括上述材料的杂原子(除去上述材料中含有的原子以外的原子)掺杂材料。由 此,可以提高该太阳能电池的光电转换效率以及器件电压和电流。
[0093] 根据本发明的实施例,吸光层200设置在电子传输层600的下表面。并且,吸光层 200中含有钙钛矿型化合物。具体地,上述钙钛矿型化合物可以为通式为ΑΒΧ 3的化合物,其 中,A为甲氨基、乙胺基以及支链氨基的至少之一,B为铅或者锡,X为Cl、Br或者I。根据本发 明的实施例,有机胺可以为CH 3NH3、C4H9NH3以及NH2 = CHNH2。吸光层的厚度可以为100~ 1200nm,根据本发明的另一些实施例,吸光层的厚度也可以为100~400nm。由此,可以有效 地吸收太阳光,并将光能转化为电能。需要说明的是,构成吸光层200的钙钛矿型化合物可 以为符合上述通式的一种化合物,也可以为符合上述通式的多种化合物的混合物。
[0094] 根据本发明的实施例,空穴传输层300设置在吸光层200的下表面。根据本发明的 实施例,空穴传输层300包含金属酞菁配合物(MPc)。根据本发明的实施例,金属酞菁配合物 具有式I所示的通式:
[0095]
[0096] 其中,Μ为中心金属,包括选自二价Cu、二价Zn、二价Ni、二价Pd、二价Sn、二价Pt,非 二价A1、非二价V以及非二价Ti中的至少之一,Ri~Rs分别独立地选自氢原子、碳数为1~18 的直链烷基、碳数为1~18的支链烷基以及碳数为1~18的树枝状烷基,前提是,Ri~R 8不同 时为氢,并且心~办不能同时满足下列条件:
[0097] (a)Ri和Rs之一是氢和甲基之一,Ri和Rs的另一个是氢和甲基之一的另一个;
[0098] (b)R2和1?3之一是氢和甲基之一,R2和R3的另一个是氢和甲基之一的另一个;
[00"] ( C)R4和1?5之一是氢和甲基之一,R4和R5的另一个是氢和甲基之一的另一个;以及
[01 00] (d)R6和R7之一是氢和甲基之一,R6和R7的另一个是氢和甲基之一的另一个;
[0101 ] 且Ri~Rs不能同时满足下列条件:
[0102] (6)1?1和1?8之一是氢和异丁基之一,Ri和Rs的另一个是氢和异丁基之一的另一个;
[0103] (f )R2和1?3之一是氢和异丁基之一,R2和R3的另一个是氢和异丁基之一的另一个;
[0104] (g)R4和R5之一是氢和异丁基之一,R4和R5的另一个是氢和异丁基之一的另一个; 以及
[0105] (h)R6和R7之一是氢和异丁基之一,R6和R7的另一个是氢和异丁基之一的另一个。
[0106]换句话说,该金属酞菁配合物具有中心金属Μ以及酞菁配体(Pc),且在酞菁配体上 可以具有1个到8个取代基以心~办)。并且,在该金属酞菁配合物中,具有至少一个非氢的功 能化基团,该功能化基团可以位于Ri~Rs所处的位置上;对于Ri~Rs所连接的4个苯环,当4 个苯环分别携带一个甲基时,其余取代基不同时为氢,并且对于办~心所连接的4个苯环,当 4个苯环分别携带一个异丁基时,其余取代基不同时为氢。发明人经过大量实验发现,在该 金属酞菁配合物η共辄体系修饰功能化
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1