BR112021014145A2 - Célula solar - Google Patents
Célula solar Download PDFInfo
- Publication number
- BR112021014145A2 BR112021014145A2 BR112021014145-6A BR112021014145A BR112021014145A2 BR 112021014145 A2 BR112021014145 A2 BR 112021014145A2 BR 112021014145 A BR112021014145 A BR 112021014145A BR 112021014145 A2 BR112021014145 A2 BR 112021014145A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- layer
- diffusion prevention
- prevention layer
- photoelectric conversion
- perovskite
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 122
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 109
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims abstract description 102
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 21
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical group [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- -1 atom halogen Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 12
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 12
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 7
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 17
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 9
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 6
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L copper;2-amino-3-[(2-amino-2-carboxylatoethyl)disulfanyl]propanoate Chemical compound [Cu+2].[O-]C(=O)C(N)CSSCC(N)C([O-])=O QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 description 30
- 239000010408 film Substances 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 26
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 21
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 20
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 14
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 11
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 9
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910015711 MoOx Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 7
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N butan-1-amine Chemical compound CCCCN HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- DPBLXKKOBLCELK-UHFFFAOYSA-N pentan-1-amine Chemical compound CCCCCN DPBLXKKOBLCELK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical group N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- AFNRRBXCCXDRPS-UHFFFAOYSA-N tin(ii) sulfide Chemical compound [Sn]=S AFNRRBXCCXDRPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- ICPSWZFVWAPUKF-UHFFFAOYSA-N 1,1'-spirobi[fluorene] Chemical group C1=CC=C2C=C3C4(C=5C(C6=CC=CC=C6C=5)=CC=C4)C=CC=C3C2=C1 ICPSWZFVWAPUKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BMVXCPBXGZKUPN-UHFFFAOYSA-N 1-hexanamine Chemical compound CCCCCCN BMVXCPBXGZKUPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BHHGXPLMPWCGHP-UHFFFAOYSA-O 2-phenylethanaminium Chemical compound [NH3+]CCC1=CC=CC=C1 BHHGXPLMPWCGHP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- MHIITNFQDPFSES-UHFFFAOYSA-N 25,26,27,28-tetrazahexacyclo[16.6.1.13,6.18,11.113,16.019,24]octacosa-1(25),2,4,6,8(27),9,11,13,15,17,19,21,23-tridecaene Chemical group N1C(C=C2C3=CC=CC=C3C(C=C3NC(=C4)C=C3)=N2)=CC=C1C=C1C=CC4=N1 MHIITNFQDPFSES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 9H-carbazole Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQLZINXFSUDMHM-UHFFFAOYSA-N Acetamidine Chemical compound CC(N)=N OQLZINXFSUDMHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNKUSGQVOMIXLU-UHFFFAOYSA-N Formamidine Chemical compound NC=N PNKUSGQVOMIXLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCOGKXLOEWLIDC-UHFFFAOYSA-N N-methylbutylamine Chemical compound CCCCNC QCOGKXLOEWLIDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000528 Na alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical group C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000333 X-ray scattering Methods 0.000 description 2
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 2
- SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N azanylidynevanadium Chemical compound [V]#N SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PDZKZMQQDCHTNF-UHFFFAOYSA-M copper(1+);thiocyanate Chemical compound [Cu+].[S-]C#N PDZKZMQQDCHTNF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- JQVDAXLFBXTEQA-UHFFFAOYSA-N dibutylamine Chemical compound CCCCNCCCC JQVDAXLFBXTEQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 2
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UOIWOHLIGKIYFE-UHFFFAOYSA-N n-methylpentan-1-amine Chemical compound CCCCCNC UOIWOHLIGKIYFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GVWISOJSERXQBM-UHFFFAOYSA-N n-methylpropan-1-amine Chemical compound CCCNC GVWISOJSERXQBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LKKPNUDVOYAOBB-UHFFFAOYSA-N naphthalocyanine Chemical group N1C(N=C2C3=CC4=CC=CC=C4C=C3C(N=C3C4=CC5=CC=CC=C5C=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=C2C(C=CC=C2)=C2)C2=C1N=C1C2=CC3=CC=CC=C3C=C2C4=N1 LKKPNUDVOYAOBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005582 pentacene group Chemical group 0.000 description 2
- 229940100684 pentylamine Drugs 0.000 description 2
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 description 2
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 150000004032 porphyrins Chemical group 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- GKCNVZWZCYIBPR-UHFFFAOYSA-N sulfanylideneindium Chemical compound [In]=S GKCNVZWZCYIBPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZHKJHQBOAJQXQR-UHFFFAOYSA-N 1H-azirine Chemical compound N1C=C1 ZHKJHQBOAJQXQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical class C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHKZBVQIMVUGIH-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxyquinoline-2-carboxylic acid Chemical compound C1=CC=C2C=C(O)C(C(=O)O)=NC2=C1 WHKZBVQIMVUGIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=NC2=C1C=CC1=C(C=3C=CC=CC=3)C=CN=C21 DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N Aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 description 1
- 229910021595 Copper(I) iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019923 CrOx Inorganic materials 0.000 description 1
- VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N Cu+ Chemical compound [Cu+] VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000799 K alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-O Methylammonium ion Chemical compound [NH3+]C BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N N-methyl-guanidine Natural products CNC(N)=N CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N [60]pcbm Chemical compound C123C(C4=C5C6=C7C8=C9C%10=C%11C%12=C%13C%14=C%15C%16=C%17C%18=C(C=%19C=%20C%18=C%18C%16=C%13C%13=C%11C9=C9C7=C(C=%20C9=C%13%18)C(C7=%19)=C96)C6=C%11C%17=C%15C%13=C%15C%14=C%12C%12=C%10C%10=C85)=C9C7=C6C2=C%11C%13=C2C%15=C%12C%10=C4C23C1(CCCC(=O)OC)C1=CC=CC=C1 MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008045 alkali metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- SJKRCWUQJZIWQB-UHFFFAOYSA-N azane;chromium Chemical compound N.[Cr] SJKRCWUQJZIWQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N azanylidynechromium Chemical compound [Cr]#N CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPBUGPUPKAGMDK-UHFFFAOYSA-N azanylidynemolybdenum Chemical compound [Mo]#N GPBUGPUPKAGMDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CFJRGWXELQQLSA-UHFFFAOYSA-N azanylidyneniobium Chemical compound [Nb]#N CFJRGWXELQQLSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LKSPYOVNNMPMIZ-UHFFFAOYSA-N azete Chemical compound C1=CN=C1 LKSPYOVNNMPMIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HONIICLYMWZJFZ-UHFFFAOYSA-N azetidine Chemical compound C1CNC1 HONIICLYMWZJFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 description 1
- BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N copper(I) oxide Inorganic materials [Cu]O[Cu] BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N copper(II) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+2] OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N cuprous oxide Chemical compound [O-2].[Cu+].[Cu+] KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoamidine Natural products CN(C)C(N)=N SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N dipropylamine Chemical compound CCCNCCC WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N ethylmethylamine Chemical compound CCNC LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N imidazoline Chemical compound C1CN=CN1 MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- LLWRXQXPJMPHLR-UHFFFAOYSA-N methylazanium;iodide Chemical compound [I-].[NH3+]C LLWRXQXPJMPHLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052961 molybdenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- DIAIBWNEUYXDNL-UHFFFAOYSA-N n,n-dihexylhexan-1-amine Chemical compound CCCCCCN(CCCCCC)CCCCCC DIAIBWNEUYXDNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OOHAUGDGCWURIT-UHFFFAOYSA-N n,n-dipentylpentan-1-amine Chemical compound CCCCCN(CCCCC)CCCCC OOHAUGDGCWURIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHCCDDQKNUYGNC-UHFFFAOYSA-N n-ethylbutan-1-amine Chemical compound CCCCNCC QHCCDDQKNUYGNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCVNDBIXFPGMIW-UHFFFAOYSA-N n-ethylpropan-1-amine Chemical compound CCCNCC XCVNDBIXFPGMIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXSXRABJBXYMFT-UHFFFAOYSA-N n-hexylhexan-1-amine Chemical compound CCCCCCNCCCCCC PXSXRABJBXYMFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XJINZNWPEQMMBV-UHFFFAOYSA-N n-methylhexan-1-amine Chemical compound CCCCCCNC XJINZNWPEQMMBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JACMPVXHEARCBO-UHFFFAOYSA-N n-pentylpentan-1-amine Chemical compound CCCCCNCCCCC JACMPVXHEARCBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 150000004866 oxadiazoles Chemical class 0.000 description 1
- MPQXHAGKBWFSNV-UHFFFAOYSA-N oxidophosphanium Chemical class [PH3]=O MPQXHAGKBWFSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- WSANLGASBHUYGD-UHFFFAOYSA-N sulfidophosphanium Chemical class S=[PH3] WSANLGASBHUYGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N tributylamine Chemical compound CCCCN(CCCC)CCCC IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006617 triphenylamine group Chemical group 0.000 description 1
- YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N tripropylamine Chemical compound CCCN(CCC)CCC YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N tungsten disulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten(VI) oxide Inorganic materials O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N zirconium nitride Chemical compound [Zr]#N ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/81—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/81—Electrodes
- H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/451—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising a metal-semiconductor-metal [m-s-m] structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/87—Light-trapping means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/50—Organic perovskites; Hybrid organic-inorganic perovskites [HOIP], e.g. CH3NH3PbI3
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/84—Layers having high charge carrier mobility
- H10K30/85—Layers having high electron mobility, e.g. electron-transporting layers or hole-blocking layers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
célula solar. a presente invenção visa fornecer uma célula solar com elevada eficiência de conversão fotoelétrica que é menos susceptível de diminuir mesmo sob aplicação prolongada de uma tensão. desde que seja uma célula solar incluindo um catodo, uma camada de conversão fotoelétrica, uma camada de prevenção de difusão e um anodo na ordem indicada, sendo o catodo um eletrodo transparente, o anodo contendo pelo menos um selecionado do grupo constituído por alumínio, cobre, antimônio e molibdênio, a camada de conversão fotoelétrica que contém um composto orgânico inorgânico perovskite representado pela fórmula amx em que a representa um composto de base orgânica e/ou um metal alcalino, m representa um átomo de chumbo ou de estanho e x representa um átomo de halogênio, sendo a camada de prevenção da difusão uma camada de prevenção da difusão que contém molibdênio, tungstênio, tântalo, nióbio, zircônio, háfnio, ou uma liga de duas ou mais e tem uma espessura de 5 a 30 nm, uma camada de prevenção de difusão que contém um óxido contendo titânio, gálio, zinco, estanho, índio, antimônio, molibdênio, tungstênio, vanádio, cromo, níquel, ou chumbo, uma camada de prevenção da difusão que contém um nitreto contendo titânio, vanádio, cromo, nióbio, tântalo, molibdênio, zircônio ou háfnio e tem uma espessura de 5 a 50 nm, ou uma camada de prevenção da difusão que contém grafite e tem uma espessura de 2 nm a 50 nm.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CÉLULA SOLAR".
[001] A presente invenção refere-se a uma célula solar com ele- vada eficiência de conversão fotoelétrica que é menos susceptível de diminuir mesmo sob aplicação prolongada de uma tensão.
[002] As células solares incluindo um laminado (camada de con- versão fotoelétrica) com uma camada semicondutora do tipo N e uma camada semicondutora do tipo P dispostas entre eletrodos opostos foram desenvolvidas convencionalmente. Estas células solares geram foto transportadores (pares de furos de elétrons) por foto excitação de modo a que os elétrons e os furos se movam através do semicondutor tipo N e do semicondutor tipo P, respectivamente, para criar um campo elétrico.
[003] A maioria das células solares atualmente em uso prático são células solares inorgânicas que são produzidas utilizando semi- condutores inorgânicos produzidos de silício ou similares. As células solares inorgânicas, no entanto, são utilizadas apenas em uma faixa limitada porque a sua produção é dispendiosa e o seu aumento é difí- cil. Portanto, as células solares orgânicas produzidas utilizando semi- condutores orgânicos em vez de semicondutores inorgânicos (ver Lite- raturas de Patentes 1 e 2, por exemplo) e as células solares orgânicas inorgânicas produzidas utilizando semicondutores orgânicos e semi- condutores inorgânicos em combinação têm recebido atenção.
[004] O fulereno é utilizado na maioria das células solares orgâ- nicas e células solares orgânicas-inorgânicas. O fulereno é conhecido por funcionar principalmente como um semicondutor do tipo N. Por exemplo, a Literatura de Patentes 3 divulga uma película de heterojun- ção semicondutora formada utilizando um composto orgânico que ser-
ve como um semicondutor do tipo P e um fullerene. O fulereno, contu- do, é conhecido por ser responsável pela degradação de células sola- res orgânicas ou células solares orgânicas-inorgânicas produzidas uti- lizando o fulereno (ver Literatura 1 Não-Patente, por exemplo). Assim, é desejado um material que possa substituir o fulereno.
[005] Recentemente, foram encontrados materiais de conversão fotoelétrica com uma estrutura perovskite contendo chumbo, estanho, ou similares como metal central, denominados semicondutores híbri- dos organo-inorgânicos, que provaram ter uma elevada eficiência de conversão fotoelétrica (ver Literatura Não-Patente 2, por exemplo).
[006] As células solares de perovskite contendo tais materiais de conversão fotoelétrica com uma estrutura de perovskite têm uma ele- vada eficiência de conversão fotoelétrica imediatamente após a produ- ção. Contudo, quando uma tensão é aplicada a tais células solares por um período prolongado de tempo, as células solares podem sofrer uma diminuição na eficiência de conversão fotoelétrica devido à difu- são do material do anodo na camada de conversão fotoelétrica con- tendo o composto orgânico inorgânico de perovskite.
LISTA DE CITAÇÃO - Literatura de Patente
[007] Literatura de Patente 1: JP 2006-344794 A
[008] Literatura de Patente 2: JP 4120362 B
[009] Literatura de Patente 3: JP 2006-344794 A - Literatura de Não-Patente
[0010] Literatura de Não-Patente 1: Reese et al., Adv. Funct. Ma- ter., 20, 3476-3483 (2010)
[0011] Literatura de Não-Patente 2: M. M. Lee et al., Science, 338, 643-647 (2012)
SUMÁRIO DA INVENÇÃO - Problema Técnico
[0012] Para contrariar a situação, os inventores atuais divulgaram uma célula solar no pedido de patente japonês n.º 2016-184375. A cé- lula solar inclui uma camada de prevenção de difusão contendo um metal específico entre uma camada de conversão fotoelétrica conten- do um composto orgânico inorgânico perovskite e um anodo específi- co. Na célula solar do pedido de patente japonês n.º 2016-184375, a camada de conversão fotoelétrica contendo o metal específico pode impedir a difusão do anodo, permitindo à célula solar manter uma ele- vada eficiência de conversão fotoelétrica mesmo sob aplicação pro- longada de uma tensão.
[0013] Nos últimos anos, contudo, a competição para aumentar a eficiência da conversão fotoelétrica no campo da célula solar intensifi- cou-se, criando uma procura de uma célula solar com maior eficiência de conversão fotoelétrica.
[0014] A presente invenção visa fornecer uma célula solar com elevada eficiência de conversão fotoelétrica que tem menos probabili- dade de diminuir mesmo sob aplicação prolongada de uma tensão. - Solução para o problema
[0015] A presente invenção refere-se a uma célula solar incluindo um catodo, uma camada de conversão fotoelétrica, uma camada de prevenção de difusão e um anodo na ordem indicada, sendo o catodo um eletrodo transparente, o anodo contendo pelo menos um selecio- nado do grupo constituído por alumínio, cobre, antimônio e molibdênio, a camada de conversão fotoelétrica contendo um composto orgânico inorgânico perovskite representado pela fórmula AMX em que A repre- senta um composto de base orgânica e/ou um metal alcalino, M repre- senta um átomo de chumbo ou de estanho e X representa um átomo de halogênio, sendo a camada de prevenção da difusão uma camada de prevenção da difusão que contém molibdênio, tungstênio, tântalo, nióbio, zircônio, háfnio, ou uma liga que contém um ou mais destes e tem uma espessura de 5 a 30 nm, uma camada de prevenção da difu- são que contém um óxido contendo titânio, gálio, zinco, estanho, índio, antimônio, molibdênio, tungstênio, vanádio, cromo, níquel ou chumbo, uma camada de prevenção de difusão que contém um nitreto conten- do titânio, vanádio, cromo, nióbio, tântalo, molibdênio, zircónio ou háfnio e tem uma espessura de 5 a 50 nm, ou uma camada de pre- venção de difusão que contém grafite e tem uma espessura de 2 nm a 50 nm.
[0016] A presente invenção é descrita em detalhe a seguir.
[0017] Para melhorar ainda mais a eficiência da conversão fotoelé- trica de uma célula solar perovskite incluindo uma camada de preven- ção de difusão, os inventores atuais estudaram a utilização, como anodo, de um material que reflete a luz transmitida através da camada de conversão fotoelétrica. A camada de conversão fotoelétrica conten- do um composto orgânico inorgânico de perovskite absorve a luz parti- cularmente a um comprimento de onda de 400 a 600 nm e transmite a maior parte da luz a comprimentos de onda fora desta faixa. Por con- seguinte, espera-se que um anodo que reflita a luz transmitida através da camada de conversão fotoelétrica, particularmente a luz a 600 nm a 800 nm e permita que a luz passe novamente através da camada de conversão fotoelétrica, melhore a eficiência da conversão fotoelétrica. No entanto, a utilização de um anodo refletor de luz em uma célula so- lar perovskite, incluindo uma camada de prevenção da difusão, não melhorou tanto quanto se esperava a eficiência da conversão fotoelé- trica.
[0018] Como resultado de estudos, os inventores atuais descobri- ram que a razão pela qual a melhoria é menor do que o esperado é que a camada de prevenção da difusão absorve a luz; a absorção da luz pela camada de prevenção da difusão diminui a quantidade de luz a ser refletida pelo anodo e regressa à camada de conversão fotoelé-
trica, reduzindo assim a melhoria da eficiência da conversão fotoelétri- ca. O ouro tem sido utilizado como material para refletir a luz a 600 nm a 800 nm. O ouro, contudo, difunde-se facilmente para a camada de conversão fotoelétrica. A prevenção da difusão do ouro requer assim uma camada de prevenção de difusão mais espessa, que absorve mais luz. Com base nestas descobertas, os inventores atuais fizeram mais estudos e descobriram que a utilização de metais específicos no anodo e na camada de prevenção da difusão pode impedir a difusão do anodo e reduzir a absorção de luz na camada de prevenção da di- fusão, permitindo melhorar ainda mais a eficiência da conversão fotoe- létrica. Os inventores completaram, assim, a presente invenção.
[0019] A célula solar da presente invenção inclui um catodo, uma camada de conversão fotoelétrica, uma camada de prevenção de difu- são e um anodo na ordem indicada.
[0020] O termo "camada" aqui utilizado significa não só uma ca- mada com um limite claro, mas também uma camada com um gradien- te de concentração em que os elementos contidos são gradualmente alterados. A análise elementar da camada pode ser conduzida, por exemplo, pela análise FE-TEM/EDS de uma seção transversal da célu- la solar para confirmar a distribuição dos elementos de um elemento em particular. O termo "camada" aqui utilizado significa não só uma camada plana de película fina, mas também uma camada capaz de formar uma estrutura intrincada juntamente com outra(s) camada(s).
[0021] O catodo é um eletrodo transparente.
[0022] Exemplos de materiais catódicos incluem óxido de estanho dopado com flúor (FTO), óxido de estanho dopado com índio (ITO), sódio, ligas de sódio e potássio, lítio, magnésio, alumínio, misturas de magnésio e prata, misturas de magnésio e índio, ligas de alumínio e lítio, misturas de Al/Al2O3 e misturas de Al/LiF. Estes materiais podem ser utilizados isoladamente ou em combinação de dois ou mais.
[0023] O catodo pode ter qualquer espessura. O limite inferior da espessura é, de preferência, 10 nm e o limite superior do mesmo é, de preferência, 1.000 nm. O catodo com uma espessura de 10 nm ou mais pode funcionar como um eletrodo, embora tenha baixa resistên- cia. O catodo com uma espessura de 1.000 nm ou menos pode ter uma transmitância de luz mais melhorada. O limite inferior da espessu- ra do catodo é mais de 50 nm e o seu limite superior é mais de 500 nm.
[0024] A camada de conversão fotoelétrica contém um composto orgânico inorgânico perovskite representado pela fórmula AMX em que A representa um composto de base orgânica e/ou um metal alcalino, M representa um átomo de chumbo ou de estanho e X representa um átomo de halogênio. Uma célula solar incluindo a camada de conver- são fotoelétrica que contém o composto orgânico inorgânico de pe- rovskite é também referida como uma célula solar híbrida orgânica- inorgânica.
[0025] A utilização do composto orgânico-inorgânico perovskite na camada de conversão fotoelétrica pode melhorar a eficiência da con- versão fotoelétrica da célula solar.
[0026] A na fórmula representa um composto de base orgânica e/ou um metal alcalino.
[0027] Exemplos específicos do composto de base orgânica inclu- em metilamina, etilamina, propilamina, butilamina, pentilamina, hexila- mina, dimetilamina, dietilamina, dipropilamina, dibutilamina, dipentila- mina, di-hexilamina, trimetilamina, trietilamina, tripropilamina, tributila- mina, tripentilamina, tri-hexilamina, etilmetilamina, metilpropilamina, butilmetilamina, metilpentilamina, hexilmetilamina, etilpropilamina, etil- butilamina, formidina, acetoamidina, guanidina, imidazol, azol, pirrol, aziridina, azirina, azetidina, azete, azol, imidazolina, carbazol e os seus íons (por exemplo, metilamônio(CH3NH3)) e fenetilamônio. Entre elas, prefere-se a metilamina, etilamina, propilamina, butilamina, penti- lamina, hexilamina, formamidina, acetoamidina e os seus íons e feneti- lamônio e prefere-se a metilamina, etilamina, propilamina, formamidina e os seus íons.
[0028] Exemplos do metal alcalino incluem lítio, sódio, potássio, rubídio e césio.
[0029] M na fórmula representa um átomo metálico e é chumbo ou estanho. Estes átomos metálicos podem ser utilizados sozinhos ou em combinação de dois ou mais destes.
[0030] X na fórmula representa um átomo de halogênio. Exemplos disso incluem o cloro, bromo, iodo, enxofre e selênio. Estes átomos de halogênio podem ser utilizados sozinhos ou em combinação de dois ou mais destes. O composto orgânico-inorgânico perovskite contendo halogênio na estrutura é solúvel em um solvente orgânico e é utilizável em um método de impressão barato ou semelhante. Em particular, X é, de preferência, iodo porque permite que o composto orgânico inor- gânico de perovskite tenha um espaço de banda de energia mais es- treito.
[0031] O composto orgânico-inorgânico perovskite tem, de prefe- rência, uma estrutura de cristal cúbico onde o átomo metálico M é co- locado no centro do corpo, o composto orgânico de base ou metal al- calino A é colocado em cada vértice e o átomo halogênio X é colocado em cada centro da face.
[0032] A Fig. 1 é uma vista esquemática que ilustra uma estrutura cristalina exemplar do composto perovskite orgânico-inorgânico com uma estrutura cristalina cúbica onde o átomo metálico M é colocado no centro do corpo, o composto de base orgânica ou metal alcalino A é colocado em cada vértice e o átomo halogênio X é colocado em cada centro da face. Embora os detalhes não sejam claros, presume-se que esta estrutura permite ao octaedro na malha de cristal mudar facilmen-
te a sua orientação, o que aumenta a mobilidade dos elétrons no com- posto orgânico inorgânico perovskite, melhorando a eficiência da con- versão fotoelétrica da célula solar.
[0033] O composto orgânico-inorgânico perovskite é, de preferên- cia, um semicondutor cristalino. O semicondutor cristalino significa um semicondutor cujo pico de dispersão pode ser detectado através da medição da distribuição da intensidade de dispersão dos raios X. Quando o composto perovskite orgânico-inorgânico é um semicondu- tor cristalino, a mobilidade dos elétrons no composto perovskite orgâ- nico-inorgânico é melhorada, melhorando a eficiência da conversão fotoelétrica da célula solar.
[0034] O grau de cristalinidade também pode ser avaliado como um índice de cristalização. O grau de cristalinidade pode ser determi- nado separando um pico de dispersão derivado de substância cristali- na de um halo amorfo derivado de porção, que são detectados pela medição da distribuição da intensidade de dispersão de raios X, por uma técnica adequada, determinando as respectivas integrais de in- tensidade e calculando a proporção da porção cristalina para o todo.
[0035] O limite inferior do grau de cristalinidade do composto or- gânico-inorgânico perovskite é, de preferência, 30%. Quando o grau de cristalinidade é 30% ou superior, a mobilidade dos elétrons no composto perovskite orgânico-inorgânico é aumentada, melhorando a eficiência da conversão fotoelétrica da célula solar. O limite inferior do grau de cristalinidade é de mais de 50%, de preferência, ainda mais de 70%.
[0036] Exemplos do método para aumentar o grau de cristalinida- de do composto orgânico-inorgânico perovskite incluem o recozimento térmico, irradiação com luz de forte intensidade, como o laser e irradi- ação de plasma.
[0037] A camada de conversão fotoelétrica pode ainda conter um semicondutor orgânico ou um semicondutor inorgânico, além do com- posto perovskite orgânico- inorgânico, desde que os efeitos da presen- te invenção não sejam prejudicados. O semicondutor orgânico ou se- micondutor inorgânico aqui presente pode servir como camada de transporte de furos ou camada de transporte de elétrons, respectiva- mente.
[0038] Exemplos do semicondutor orgânico incluem compostos com um esqueleto de tiofeno, como o poli(3-alquiltiofeno). Os exem- plos incluem também polímeros condutores com um esqueleto de po- lipfenilenovinileno, um esqueleto de polivinilcarbazol, um esqueleto de polianilina, um esqueleto de poliacetileno, ou similares. Os exemplos incluem ainda compostos com um esqueleto de ftalocianina, um es- queleto de naftalocianina, um esqueleto de pentaceno, um esqueleto de porfirina, tal como um esqueleto de benzoporfirina, um esqueleto de espirobifluoreno ou semelhante.
[0039] Exemplos do semicondutor inorgânico incluem óxido de ti- tânio, óxido de zinco, óxido de índio, óxido de estanho, óxido de gálio, sulfureto de estanho, sulfureto de índio, sulfureto de zinco, CuSCN, Cu2O, CuI, MoO3, V2O5, WO3, MoS2, MoSe2 e Cu2S.
[0040] A camada de conversão fotoelétrica contendo o composto orgânico-inorgânico de perovskite e o semicondutor orgânico ou semi- condutor inorgânico pode ser um laminado no qual são empilhados um semicondutor orgânico de película fina ou uma parte inorgânica de semicondutor e uma parte orgânica de película fina de perovskite, ou pode ser uma película composta na qual são combinados um semi- condutor orgânico ou uma parte inorgânica de semicondutor e uma parte orgânica de perovskite. O laminado é preferido do ponto de vista de um processo de produção simples. O filme composto é preferido do ponto de vista da melhoria da eficiência da separação de cargas no semicondutor orgânico ou no semicondutor inorgânico.
[0041] O limite inferior da espessura da parte do composto orgâni- co-inorgânico de perovskite de película fina é, de preferência, 5 nm e o seu limite superior é, de preferência, 5.000 nm. Quando a espessura é igual ou superior a 5 nm, a parte de perovskite orgânico-inorgânico de película fina pode absorver luz suficiente, aumentando a eficiência da conversão fotoelétrica. Quando a espessura é de 5.000 nm ou menos, a formação de uma região que não consegue a separação da carga pode ser reduzida, melhorando a eficiência da conversão fotoelétrica. O limite inferior da espessura é mais de 10 nm e o limite superior é mais de 1.000 nm. O limite inferior da espessura é ainda, mais de pre- ferência, 20 nm e o seu limite superior é ainda, mais de preferência, 500 nm.
[0042] Quando a camada de conversão fotoelétrica é uma película composta na qual uma parte semicondutora orgânica ou inorgânica e uma parte composta de perovskite orgânica-inorgânica são combina- das, o limite inferior da espessura da película composta é, de prefe- rência, 30 nm e o limite superior é, de preferência, 3.000 nm. Quando a espessura é de 30 nm ou mais, a película composta pode absorver luz suficiente, aumentando a eficiência da conversão fotoelétrica. Quando a espessura é de 3.000 nm ou menos, as cargas atingem fa- cilmente os eletrodos, aumentando a eficiência da conversão fotoelé- trica. O limite inferior da espessura é de mais de 40 nm e o limite supe- rior é de mais de 2.000 nm. O limite inferior é ainda mais de 50 nm e o limite superior é ainda mais de 1.000 nm, de preferência.
[0043] A camada de conversão fotoelétrica pode ser formada por qualquer método. Exemplos do método incluem um método de evapo- ração a vácuo, um método de pulverização, um método de deposição de vapor químico (CVD), um método de sedimentação eletroquímica e um método de impressão. Em particular, a utilização de um método de impressão permite a formação simples de uma célula solar de grande área que pode exibir uma elevada eficiência de conversão fotoelétrica. Exemplos do método de impressão incluem um método de revestimen- to spin e um método de fundição. Exemplos do método que utiliza o método de impressão incluem um método de rolo a rolo.
[0044] A célula solar da presente invenção pode incluir uma ca- mada de transporte de elétrons entre o catodo e a camada de conver- são fotoelétrica.
[0045] A camada de transporte de elétrons pode ser formada a partir de qualquer material. Exemplos do material incluem polímeros condutores do tipo N, semicondutores orgânicos de baixa moleculari- dade do tipo N, óxidos metálicos do tipo N, sulfuretos metálicos do tipo N, halogenetos metálicos alcalinos, metais alcalinos e tensioativos. Exemplos específicos incluem grupos de ciano contendo polifenileno vinileno, polímeros contendo boro, batocuproina, batofenantrolina, (hi- droxiquinolinato)alumínio, compostos oxadiazol, e compostos benzoi- midazólicos. Os exemplos incluem ainda compostos de ácido naftale- notetracarboxílico, derivados de perileno, compostos de óxido de fosfi- na, compostos de sulfureto de fosfina, grupo flúor contendo ftalociani- na, óxido de titânio, óxido de zinco, óxido de índio, óxido de estanho, óxido de gálio, sulfureto de estanho, sulfureto de índio e sulfureto de zinco.
[0046] A camada de transporte de elétrons pode ser constituída apenas por uma camada de transporte de elétrons de película fina. Preferencialmente, a camada de transporte de elétrons inclui uma ca- mada porosa de transporte de elétrons. Em particular, quando a ca- mada de conversão fotoelétrica é uma película composta na qual uma parte semicondutora orgânica ou inorgânica e uma parte composta perovskite orgânica-inorgânica são combinadas, a película composta é, de preferência, formada sobre uma camada porosa de transporte de elétrons. Isto porque se pode obter uma película composta mais com-
plicada (estrutura mais intrincada), aumentando a eficiência da con- versão fotoelétrica.
[0047] O limite inferior da espessura da camada de transporte de elétrons é, de preferência, 1 nm e o limite superior é, de preferência,
2.000 nm. Quando a espessura é de 1 nm ou mais, os orifícios podem ser suficientemente obstruídos. Quando a espessura é de 2.000 nm ou menos, é menos provável que a camada sirva de resistência ao trans- porte de elétrons, aumentando a eficiência da conversão fotoelétrica. O limite inferior da espessura da camada de transporte de elétrons é mais de 3 nm e o limite superior da mesma é mais de 1.000 nm. O li- mite inferior é ainda, mais de preferência, 5 nm e o limite superior é ainda, mais de preferência, 500 nm.
[0048] O anodo contém pelo menos um selecionado do grupo constituído por alumínio, cobre, antimônio e molibdênio.
[0049] Alumínio, cobre, antimônio e molibdênio são menos sus- ceptíveis de se difundirem do que o ouro, o anodo convencional refle- tor de luz, mas podem refletir suficientemente a luz a 600 nm a 800 nm que é utilizada pelo composto orgânico-inorgânico perovskite para a produção de energia. Assim, um anodo contendo pelo menos um de alumínio, cobre, antimônio ou molibdênio pode refletir a luz transmitida através da camada de conversão fotoelétrica, reduzindo ao mesmo tempo a difusão. Além disso, a utilização combinada do anodo conten- do pelo menos um de alumínio, cobre, antimônio ou molibdênio, da camada de conversão fotoelétrica e da camada de prevenção da difu- são descrita mais tarde, pode reduzir a quantidade de luz absorvida na camada de prevenção da difusão, permitindo melhorar ainda mais a eficiência da conversão fotoelétrica.
[0050] O anodo pode ter qualquer espessura. O limite inferior da espessura é, de preferência, 10 nm e o limite superior é, de preferên- cia, 1.000 nm. O anodo com uma espessura de 10 nm ou mais pode funcionar como um eletrodo, embora tenha baixa resistência. O anodo com uma espessura de 1.000 nm ou menos pode ter uma transmitân- cia de luz mais melhorada. O limite inferior da espessura do anodo é de mais de 50 nm e o limite superior do mesmo é de mais de 500 nm.
[0051] A camada de prevenção de difusão funciona para evitar que o(s) material(ais) do anodo se difunda(m) na camada de conver- são fotoelétrica contendo um composto orgânico-inorgânico perovski- te, permitindo assim à célula solar manter uma elevada eficiência de conversão fotoelétrica mesmo sob aplicação prolongada de uma ten- são. Quando a camada de prevenção da difusão utilizada é a camada de prevenção da difusão descrita mais tarde, a camada de prevenção da difusão tem menos probabilidades de absorver a luz transmitida através da camada de conversão fotoelétrica, permitindo assim que mais luz seja enviada de volta para a camada de conversão fotoelétri- ca. O grau de absorção de luz na camada de prevenção de difusão é muito afetado pelos materiais da camada de conversão fotoelétrica e do anodo adjacente à camada de prevenção de difusão. Assim, para reduzir eficazmente a absorção de luz na camada de prevenção da difusão, o material da camada de prevenção da difusão precisa de ser selecionado tendo em consideração os materiais do anodo e da ca- mada de conversão fotoelétrica.
[0052] A camada de prevenção da difusão tem, de preferência, uma transmitância da luz a um comprimento de onda de 600 a 800 nm de 50% ou superior. Quando a transmitância da luz está dentro da fai- xa acima referida, a absorção de luz na camada de prevenção da difu- são pode ser reduzida. Por outras palavras, mais luz pode ser refletida pelo anodo e passar novamente através da camada de conversão fo- toelétrica, para que a eficiência da conversão fotoelétrica da célula so- lar resultante possa ser mais melhorada. Como acima referido, a quan- tidade de luz absorvida na camada de prevenção de difusão é gran-
demente afetada pelos materiais do anodo e da camada de conversão fotoelétrica adjacente à camada de prevenção de difusão, particular- mente o índice de refração destes materiais. Assim, é impossível me- dir apenas a transmitância da luz da camada de prevenção da difusão. A transmitância da luz pode ser obtida por simulação utilizando equa- ções de Fresnel.
[0053] A camada de prevenção da difusão contém, de preferência, um metal ou composto metálico com uma energia de ligação de 300 kJ/mol ou mais.
[0054] A utilização de um metal ou composto metálico com a energia de ligação acima indicada como material da camada de pre- venção de difusão pode reduzir a difusão do metal que constitui o anodo, levando a uma maior eficiência de conversão fotoelétrica da célula solar resultante. A energia de ligação é, de preferência, superior a 350 kJ/mol ou mais. A energia de ligação pode ser obtida determi- nando a diferença de entalpia de formação entre o metal ou composto metálico no estado ligado e o metal ou composto metálico sozinho.
[0055] A camada de prevenção da difusão é, de preferência, uma película densa. Mais especificamente, a camada de prevenção de di- fusão é preferencialmente uma película densa, na medida em que as camadas superiores e inferiores que têm a camada de prevenção de difusão entre elas não estão em contato entre si em qualquer parte da transmissão de fotografias microscópicas eletrônicas tiradas em dez locais arbitrários em uma seção transversal resultante do corte da cé- lula solar com um feixe de íons focalizados (FIB). Por outras palavras, a camada de prevenção de difusão é preferencialmente densa, na medida em que as camadas superiores e inferiores que têm a camada de prevenção de difusão entre elas estão separadas umas das outras pela camada de prevenção de difusão. Quando a camada de preven- ção de difusão é uma película densa, a eficiência de conversão fotoe-
létrica da célula solar tem ainda menos probabilidades de diminuir, de modo que a eficiência de conversão fotoelétrica tem ainda menos pro- babilidades de diminuir sob a aplicação prolongada de uma tensão à célula solar.
[0056] O microscópio eletrônico de transmissão pode ser, por exemplo, JEM-2010-FEF (produzido pela JEOL Ltd.).
[0057] A camada de prevenção da difusão é uma camada de pre- venção da difusão que contém molibdênio, tungstênio, tântalo, nióbio, zircônio, háfnio, ou uma liga que contém um ou mais destes e tem uma espessura de 5 a 30 nm, uma camada de prevenção da difusão que contém um óxido contendo titânio, gálio, zinco, estanho, índio, an- timônio, molibdênio, tungstênio, vanádio, cromo, níquel ou chumbo, uma camada de prevenção da difusão que contém um nitreto conten- do titânio, vanádio, cromo, nióbio, tântalo, molibdênio, zircônio ou háfnio e tem uma espessura de 5 a 50 nm, ou uma camada de pre- venção da difusão que contém grafite e tem uma espessura de 2 nm a 50 nm.
[0058] A camada de prevenção da difusão constituída pelo metal, o composto metálico, ou grafite e com uma espessura dentro da faixa acima referida, pode reduzir a difusão do metal que constitui o anodo na camada de conversão fotoelétrica. Além disso, o uso combinado da camada de prevenção da difusão com o anodo e a camada de conver- são fotoelétrica pode reduzir a absorção da luz transmitida através da camada de conversão fotoelétrica, permitindo que mais luz chegue ao anodo e mais luz refletida do anodo para chegar à camada de conver- são fotoelétrica. Isto pode aumentar a quantidade de energia gerada na camada de conversão fotoelétrica, melhorando a eficiência da con- versão fotoelétrica. A seguir, a camada de prevenção da difusão que contém molibdênio, tungstênio, tântalo, nióbio, zircônio, háfnio, ou uma liga que contém um ou mais destes e tem uma espessura de 5 a 30 nm é referida como camada de prevenção da difusão 1. A camada de prevenção da difusão que contém um óxido contendo titânio, gálio, zinco, estanho, índio, antimônio, molibdênio, tungstênio, vanádio, cro- mo, níquel ou chumbo é referida como camada de prevenção da difu- são 2. A camada de prevenção da difusão que contém um nitreto con- tendo titânio, vanádio, cromo, nióbio, tântalo, molibdênio, zircônio, ou háfnio e tem uma espessura de 5 a 50 nm é referida como camada de prevenção da difusão 3. A camada de prevenção da difusão que con- tém grafite e tem uma espessura de 2 nm a 50 nm é referida como uma camada de prevenção da difusão 4.
[0059] O material da camada de prevenção de difusão 1 não é li- mitado desde que o material seja constituído pelo metal ou liga. O mo- libdênio e o tungstênio são preferidos porque podem reduzir ainda mais a absorção de luz na camada de prevenção da difusão. No caso em que o anodo é molibdênio, o material da camada de prevenção de difusão 1 é, de preferência, tungstênio, tântalo, nióbio, zircônio, háfnio, ou uma liga que contenha um ou mais destes metais. A camada de prevenção de difusão 1 tem, de preferência, uma espessura de 10 nm ou mais, de preferência, 15 nm ou mais, e, de preferência, 25 nm ou menos, de preferência, 20 nm ou menos, de modo a reduzir de forma mais fiável a difusão do metal que constitui o anodo e reduzir ainda mais a absorção de luz na camada de prevenção de difusão.
[0060] O material da camada de prevenção de difusão 2 não é li- mitado desde que o material contenha um óxido contendo o metal. Exemplos do material incluem óxido de titânio dopado com nióbio, óxi- do de índio dopado com estanho (ITO), óxido de zinco dopado com gálio (GZO), óxido de níquel, óxido de molibdênio, óxido de tungstênio, óxido de estanho dopado com antimônio (ATO), óxido de vanádio, óxi- do de cromo e óxido de chumbo. Entre eles são preferidos o óxido de índio estanhado (ITO), o óxido de zinco estanhado com gálio (GZO), o óxido de níquel, o óxido de molibdênio, o óxido de tungstênio e o óxido de estanho estanhado com antimônio (ATO) porque estes podem re- duzir ainda mais a absorção de luz na camada de prevenção da difu- são. O material da camada de prevenção da difusão 2 é, de preferên- cia, incolor, de modo a que a absorção de luz na camada de preven- ção da difusão possa ser ainda mais reduzida. No caso da utilização de um óxido colorido contendo o metal, a camada de prevenção de difusão 2 é preferencialmente tão fina quanto possível, para que a ab- sorção de luz na camada de prevenção de difusão possa ser ainda mais reduzida. Também no caso em que o óxido contendo o metal se- ja transparente, a camada de prevenção de difusão 2 é preferencial- mente tão fina quanto possível, na medida em que a camada de pre- venção de difusão pode reduzir a difusão do anodo, porque mesmo esse óxido transparente absorve a luz, embora apenas ligeiramente. Do ponto de vista acima, a espessura da camada de prevenção da di- fusão 2 é, de preferência, 10 nm ou mais, mais de preferência, 20 nm ou mais, e, de preferência, 50 nm ou menos, mais de preferência 40 nm ou menos.
[0061] O material da camada de prevenção de difusão 3 não é li- mitado desde que o material contenha um nitreto contendo o metal. Exemplos do material incluem nitreto de titânio, nitreto de cromo, ni- treto de vanádio, nitreto de molibdênio, nitreto de nióbio, nitreto de tân- talo, nitreto de zircônio e nitreto de háfnio. Entre eles são preferidos o nitreto de titânio, o nitreto de cromo e o nitreto de vanádio porque es- tes podem reduzir ainda mais a absorção de luz na camada de pre- venção da difusão. Muitos dos materiais para a camada de prevenção da difusão 3 são coloridos, embora ligeiramente. A camada de preven- ção da difusão 3 é assim, de preferência, tão fina quanto possível, pa- ra que a absorção de luz na camada de prevenção da difusão possa ser ainda mais reduzida. Do ponto de vista acima, a espessura da ca-
mada de prevenção da difusão 3 é, de preferência, 10 nm ou mais, mais de preferência, 15 nm ou mais, e, de preferência, 40 nm ou me- nos, mais de preferência, 30 nm ou menos.
[0062] O material da camada 4 de prevenção da difusão é uma película fina contendo grafite como componente principal. Desde que o grafite contenha ligações sp2 como componente principal, o grafite pode funcionar como camada de prevenção de difusão mesmo quando o grafite também contém algumas ligações sp3 ou átomos de hidrogê- nio. O grafite precisa de ser denso enquanto funciona como camada de prevenção da difusão. Assim, materiais nanocarbonos como o na- notubo de carbono, o fulereno e o grafeno, que são materiais à base de carbono como o grafite, não podem funcionar suficientemente como a camada de prevenção da difusão. Muitos dos materiais para a ca- mada de prevenção da difusão 4 são coloridos, embora ligeiramente. A camada de prevenção de difusão 4 é assim, de preferência, tão fina quanto possível, para que a absorção de luz na camada de prevenção de difusão possa ser ainda mais reduzida. Do ponto de vista acima, a espessura da camada de prevenção da difusão 4 é, de preferência, 2 nm ou mais, mais de preferência, 5 nm ou mais, e, de preferência, 50 nm ou menos, mais de preferência, 30 nm ou menos.
[0063] A camada de prevenção da difusão pode conter outros adi- tivos sem prejudicar os efeitos da presente invenção.
[0064] A camada de prevenção da difusão pode ser formada por qualquer método e pode ser formada, de preferência, por um método de formação de película seca (por exemplo, um método de deposição de vapor, pulverização, CVD) ou por revestimento húmido (por exem- plo, revestimento por pulverização, revestimento por centrifugação). Estes métodos podem formar a camada de prevenção da difusão co- mo uma película densa.
[0065] A célula solar da presente invenção pode ter uma camada de transporte de furos entre a camada de conversão fotoelétrica e a camada de prevenção da difusão.
[0066] A camada de transporte do furo pode ser formada a partir de qualquer material e pode conter um material orgânico. Exemplos do material da camada de transporte do furo incluem polímeros conduto- res do tipo P, semicondutores orgânicos de baixa molecularidade do tipo P, óxidos metálicos do tipo P, sulfuretos metálicos do tipo P e sur- factantes. Exemplos específicos incluem compostos com um esqueleto de tiofeno, tais como o poli(3-alquiltiofeno). Os exemplos incluem tam- bém polímeros condutores com um esqueleto de trifenilamina, um es- queleto de polipfenilenovinileno, um esqueleto de polivinilcarbazol, um esqueleto de polianilina, um esqueleto de poliacetileno, ou similares. Os exemplos incluem ainda: compostos com um esqueleto de ftalocia- nina, um esqueleto de naftalocianina, um esqueleto de pentaceno, um esqueleto de porfirina como um esqueleto de benzoporfirina, um es- queleto de espirobifluoreno ou semelhante; sulfureto de molibdênio, sulfureto de tungstênio, sulfureto de cobre e sulfureto de estanho; áci- do fosfônico do grupo flúor e ácido fosfônico do grupo carbonilo; e compostos de cobre como o CuSCN e o CuI.
[0067] A camada de transporte do furo pode fundir-se parcialmen- te com a camada de conversão fotoelétrica ou ser descartada em for- ma de película fina na camada de conversão fotoelétrica. O limite infe- rior da espessura da camada de transporte do furo na forma de uma película fina é, de preferência, 1 nm e o limite superior da mesma é, de preferência, 2.000 nm. Quando a espessura é de 1 nm ou mais, os elétrons podem ser suficientemente bloqueados. Quando a espessura é de 2.000 nm ou menos, é menos provável que a camada sirva de resistência ao transporte de elétrons, aumentando a eficiência da con- versão fotoelétrica. O limite inferior da espessura é de mais de 3 nm e o limite superior é de mais de 1.000 nm. O limite inferior é ainda, mais de preferência, 5 nm e o limite superior é ainda, mais de preferência, 500 nm.
[0068] A célula solar da presente invenção pode ainda incluir um substrato ou algo semelhante. O substrato não é limitado e exemplos disso incluem substratos de vidro transparente produzidos de vidro so- do-cálcico, vidro sem álcalis, ou similares, substratos cerâmicos e substratos de plástico transparente.
[0069] A célula solar da presente invenção pode ser produzida por qualquer método. Um método exemplar inclui a formação, sobre o substrato, do catodo, da camada de transporte de elétrons, da camada de conversão fotoelétrica, da camada de transporte de furos, da ca- mada de prevenção de difusão e do anodo na ordem indicada. - Efeitos Vantajosos da Invenção
[0070] A presente invenção pode fornecer uma célula solar com elevada eficiência de conversão fotoelétrica que é menos susceptível de diminuir mesmo sob aplicação prolongada de uma tensão.
[0071] A Fig. 1 é uma vista esquemática que ilustra uma estrutura cristalina exemplar de um composto perovskite orgânico-inorgânico.
[0072] A presente invenção é descrita mais especificamente com referência aos seguintes exemplos, mas não se limitando a eles. EXEMPLO 1
[0073] Uma película ITO de 300 nm de espessura foi formada co- mo um catodo em um substrato de vidro e lavada por ultrassons com água pura, acetona e metanol na ordem indicada, cada uma durante 10 minutos e depois seca.
[0074] Na superfície da película ITO foi formada, por pulverização, uma camada de transporte de elétrons de óxido de titânio de película fina com uma espessura de 20 nm. Além disso, uma pasta de óxido de titânio contendo óxido de titânio (mistura de partículas com uma di- mensão média de partículas de 10 nm e partículas com uma dimensão média de partículas de 30 nm) foi aplicada à camada de transporte de elétrons de película fina através de um método de revestimento por pulverização, pelo qual foi formada uma camada porosa de transporte de elétrons com uma espessura de 100 nm.
[0075] Subsequentemente, foram dissolvidos 550 mg de iodeto de chumbo como um halogeneto metálico em uma mistura solvente de 1 mL de N,N-dimetilformamida (DMF) e 80 μL de sulfóxido de dimetilo, onde foi preparada uma solução. Esta solução foi formada em uma película sobre a camada porosa de transporte de elétrons através de um método de revestimento spin, pelo qual foi formada uma primeira película. Além disso, o iodeto de metilamônio como composto de ami- na foi dissolvido em 2-propanol para preparar uma solução a 6% em peso. Esta solução foi formada em uma película na primeira película por um método de revestimento spin, seguido de um tratamento de aquecimento a 150°C durante cinco minutos. Assim, foi formada uma camada de conversão fotoelétrica de 400 nm de espessura contendo um composto de perovskite CH3NH3PbI3.
[0076] Em seguida, uma solução de 2% em peso de Spiro- OMETAD (produzida pela Merck) em clorobenzeno foi aplicada à ca- mada de conversão fotoelétrica através de revestimento de spin, onde foi formada uma camada de transporte de furos com uma espessura de 100 nm.
[0077] Em seguida, na camada de transporte do furo formou-se uma camada de prevenção de difusão com 10 nm de espessura feita de molibdênio por um método de deposição de vapor de feixe de elé- trons.
[0078] Na camada de prevenção da difusão obtida foi formada, por pulverização, uma película de alumínio de 100-nm de espessura como anodo. Assim, foi obtida uma célula solar na qual o catodo, a camada de transporte de elétrons, a camada de conversão fotoelétrica, a ca- mada de transporte de furos, a camada de prevenção de difusão e o anodo foram empilhados na ordem indicada (catodo/camada de trans- porte de elétrons/camada de conversão fotoelétrica/camada de trans- porte de furos/camada de prevenção de difusão/anodo).
[0079] A célula solar obtida foi cortada com um feixe de íons foca- lizados (FIB) e o plano de corte foi observado utilizando um microscó- pio eletrônico de transmissão (JEM-2010-FEF produzido pela JEOL Ltd.). Em imagens microscópicas eletrônicas de transmissão tiradas em dez locais arbitrários, as camadas superior e inferior com a cama- da de prevenção de difusão entre elas não estiveram em contato em nenhuma parte, o que confirmou que a camada de prevenção de difu- são era uma película densa. Exemplos 2 a 48 e Exemplos Comparativos 6 a 22
[0080] Uma célula solar na qual um catodo, uma camada de transporte de elétrons, uma camada de conversão fotoelétrica, uma camada de transporte de furos, uma camada de prevenção de difusão e um anodo foram empilhados na ordem indicada (catodo/camada de transporte de elétrons/camada de conversão fotoelétrica/camada de transporte de furos/camada de prevenção de difusão/anodo) foi obtida como no Exemplo 1, exceto que o anodo e o tipo e espessura da ca- mada de prevenção de difusão foram alterados como se mostra nas Tabelas 1 a 3. Exemplos Comparativos 1 a 5
[0081] Uma célula solar na qual um catodo, uma camada de transporte de elétrons, uma camada de conversão fotoelétrica, uma camada de transporte de furos e um anodo foram empilhados na or- dem indicada (camada de transporte de catodo/transporte de elé- trons/camada de conversão fotoelétrica/camada de transporte de fu-
ros/anodo) foi obtida como no Exemplo 1, exceto que não foi formada nenhuma camada de prevenção de difusão e um anodo mostrado na Tabela 3 foi formado na camada de transporte de furos por um método de deposição de vapor de feixe de elétrons. Exemplo Comparativo 23
[0082] Uma película ITO de 300 nm de espessura foi formada co- mo um catodo em um substrato de vidro e lavada por ultrassons com água pura, acetona e metanol na ordem indicada, cada uma durante 10 minutos e depois seca. Posteriormente, na superfície da película ITO formou-se, por pulverização, uma camada de transporte de elé- trons de óxido de titânio de película fina com uma espessura de 20 nm. Em seguida, uma solução 1:1 de PTB7 (produzida por Aldrich) e PCBM (produzida por Aldrich) em clorobenzeno foi formada em uma película sobre a camada de transporte de elétrons por um método de revestimento por pulverização, onde foi formada uma camada de con- versão fotoelétrica de 100 nm de espessura contendo um semicondu- tor orgânico. Posteriormente, formou-se uma película PEDOT:PSS (produzida por Aldrich) sobre a camada de conversão fotoelétrica atra- vés de um método de revestimento spin, através do qual se formou uma camada de transporte com furo de 50 nm de espessura. Posteri- ormente, uma camada de prevenção de difusão e um eletrodo mostra- do na Tabela 3 foram formados pelo mesmo procedimento que no Exemplo 1. Assim, foi obtida uma célula solar na qual o catodo, a ca- mada de transporte de elétrons, a camada de conversão fotoelétrica, a camada de transporte de furos, a camada de prevenção de difusão e o anodo foram empilhados (catodo/camada de transporte de elé- trons/camada de conversão fotoelétrica/camada de transporte de fu- ros/camada de prevenção de difusão/anodo). Exemplos Comparativos 24 e 25
[0083] Uma célula solar em que um catodo, uma camada de transporte de elétrons, uma camada de conversão fotoelétrica, uma camada de transporte de furos e um anodo foram empilhados na or- dem indicada (camada de transporte catodo/elétrons/camada de con- versão fotoelétrica/ camada de transporte de furos/anodo) foi obtida como no Exemplo Comparativo 23, exceto que não foi formada ne- nhuma camada de prevenção de difusão e um anodo mostrado na Ta- bela 3 foi formado por um método de evaporação de feixe de elétrons. Avaliação
[0084] As células solares obtidas nos exemplos e exemplos com- parativos foram avaliadas da seguinte forma. Os resultados são apre- sentados na Tabela 1. (1) Avaliação da eficiência da conversão fotoelétrica
[0085] Uma fonte de energia (modelo 236 produzido pela Keithley Instruments Inc.) foi ligada entre os eletrodos da célula solar imedia- tamente após a produção da célula solar. A eficiência da conversão fotoelétrica foi medida utilizando um simulador solar (produzido por Yamashita Denso Corp.) a uma intensidade de 100 mW/cm2. A efici- ência de conversão fotoelétrica obtida foi tomada como a eficiência de conversão inicial. Os valores obtidos da eficiência de conversão fotoe- létrica foram padronizados com a eficiência de conversão fotoelétrica da célula solar obtida no Exemplo Comparativo 11, definida como refe- rência.
[0086] 6: O valor padronizado da eficiência de conversão inicial foi de 1,8 ou mais.
[0087] 5: O valor padronizado da eficiência de conversão inicial era 1,5 ou mais e inferior a 1,8.
[0088] 4: O valor padronizado da eficiência inicial de conversão era 1,3 ou mais e inferior a 1,5.
[0089] 3: O valor padronizado da eficiência de conversão inicial era 1,2 ou mais e menos de 1,3.
[0090] 2: O valor padronizado da eficiência de conversão inicial era 1,0 ou mais e inferior a 1,2.
[0091] 1: O valor padronizado da eficiência de conversão inicial era inferior a 1,0. (2) Avaliação da durabilidade (resistência à luz) sob aplicação prolon- gada de tensão
[0092] Uma fonte de energia (modelo 236 produzido pela Keithley Instruments Inc.) foi ligada entre os eletrodos da célula solar. A efici- ência da conversão fotoelétrica foi medida após a aplicação de uma voltagem a 25°C durante 24 horas utilizando um simulador solar (pro- duzido por Yamashita Denso Corp.) a uma intensidade de 100 mW/cm2.
[0093] 5: A eficiência da conversão fotoelétrica após um lapso de 24 horas foi de 95% ou superior em relação à eficiência da conversão inicial.
[0094] 4: A eficiência de conversão fotoelétrica após um lapso de 24 horas foi de 90% ou superior e inferior a 95% em relação à eficiên- cia de conversão inicial.
[0095] 3: A eficiência de conversão fotoelétrica após um lapso de 24 horas foi de 80% ou superior e inferior a 90% em relação à eficiên- cia de conversão inicial.
[0096] 2: A eficiência de conversão fotoelétrica após um lapso de 24 horas foi de 60% ou superior e inferior a 80% em relação à eficiên- cia de conversão inicial.
[0097] 1: A eficiência de conversão fotoelétrica após um lapso de 24 horas foi inferior a 60% em relação à eficiência de conversão inicial.
Tabela 1 Ca- Camada de Camada Espessura da Ano- Eficiência Teste todo conversão de preven- camada de do de conver- de re- fotoelétrica ção de prevenção de são fotoelé- sistên- difusão difusão (nm) trica cia à luz Exemplo 1 ITO Perovskita Mo 10 Al 4 5 Exemplo 2 ITO Perovskita Mo 5 Al 4 4 Exemplo 3 ITO Perovskita Mo 20 Al 4 5 Exemplo 4 ITO Perovskita Mo 30 Al 3 5 Exemplo 5 ITO Perovskita Mo 20 Cu 4 4 Exemplo 6 ITO Perovskita Mo 20 Sb 3 5 Exemplo 7 ITO Perovskita W 10 Al 4 5 Exemplo 8 ITO Perovskita Ta 10 Al 4 5 Exemplo 9 ITO Perovskita Nb 10 Al 3 5 Exemplo 10 ITO Perovskita Zr 10 Al 3 5 Exemplo 11 ITO Perovskita Hf 10 Al 3 5 Exemplo 12 ITO Perovskita TiO2 dopa- 50 Cu 4 5 do com Nb Exemplo 13 ITO Perovskita ITO 50 Cu 5 4 Exemplo 14 ITO Perovskita ITO 50 Al 3 4 Exemplo 15 ITO Perovskita ITO 50 Sb 4 5 Exemplo 16 ITO Perovskita GZO 50 Cu 4 5 Exemplo 17 ITO Perovskita NO 50 Cu 4 4 Exemplo 18 ITO Perovskita MoOx 20 Cu 6 4 Exemplo 19 ITO Perovskita WOx 20 Cu 5 4 Exemplo 20 ITO Perovskita VOx 20 Cu 6 4 Exemplo 21 ITO Perovskita CrOx 20 Cu 5 4 Exemplo 22 ITO Perovskita MoOx 5 Mo 6 5 Exemplo 23 ITO Perovskita MoOx 3 Mo 5 5 Exemplo 24 ITO Perovskita MoOx 10 Mo 6 5
Tabela 2 Ca- Camada de Camada Espessura da Ano- Eficiência Teste todo conversão de preven- camada de do de conver- de re- fotoelétrica ção de prevenção de são fotoe- sistên- difusão difusão (nm) létrica cia à luz Exemplo 25 ITO Perovskita MoOx 30 Mo 6 5 Exemplo 26 ITO Perovskita MoOx 100 Mo 5 5 Exemplo 27 ITO Perovskita MoOx 200 Mo 4 5 Exemplo 28 ITO Perovskita ATO 50 Al 5 5 Exemplo 29 ITO Perovskita PbO 50 Al 4 5 Exemplo 30 ITO Perovskita TiN 50 Al 3 5 Exemplo 31 ITO Perovskita TiN 20 Al 3 5 Exemplo 32 ITO Perovskita TiN 5 Al 3 4 Exemplo 33 ITO Perovskita VN 20 Al 3 5 Exemplo 34 ITO Perovskita CrNx 20 Al 3 5 Exemplo 35 ITO Perovskita CrNx 20 Cu 3 4 Exemplo 36 ITO Perovskita CrNx 20 Sb 3 5 Exemplo 37 ITO Perovskita NbN 20 Al 3 5 Exemplo 38 ITO Perovskita TaN 20 Al 4 5 Exemplo 39 ITO Perovskita MoN 20 Al 5 5 Exemplo 40 ITO Perovskita ZrN 20 Al 4 5 Exemplo 41 ITO Perovskita HfN 20 Al 4 5 Exemplo 42 ITO Perovskita Grafite 5 Al 4 4 Exemplo 43 ITO Perovskita Grafite 20 Al 5 4 Exemplo 44 ITO Perovskita Grafite 50 Al 4 5 Exemplo 45 ITO Perovskita Grafite 20 Cu 5 4 Exemplo 46 ITO Perovskita Grafite 20 Mo 5 5 Exemplo 47 ITO Perovskita Grafite 5 Mo 5 5 Exemplo 48 ITO Perovskita Grafite 50 Mo 4 5
Tabela 3 Cato- Camada Camada de Espessura da Ano- Eficiência Teste do de conver- prevenção camada de do de conver- de resis- são fotoe- de difusão prevenção de são fotoe- tência à létrica difusão (nm) létrica luz Ex.
Compa- ITO Perovskita - - ITO 2 5 rativo 1 Ex.
Compa- ITO Perovskita - - Au 6 2 rativo 2 Ex.
Compa- ITO Perovskita - - Ag 6 1 rativo 3 Ex.
Compa- ITO Perovskita - - Cr 2 2 rativo 4 Ex.
Compa- ITO Perovskita - - Al 1 1 rativo 5 Ex.
Compa- ITO Perovskita ITO 50 Ti 2 5 rativo 6 Ex.
Compa- ITO Perovskita ITO 50 Ag 4 2 rativo 7 Ex.
Compa- ITO Perovskita ITO 50 Cr 2 5 rativo 8 Ex.
Compa- ITO Perovskita Mo 3 Al 3 3 rativo 9 Ex.
Compa- ITO Perovskita TiN 70 Al 2 5 rativo 10 Ex.
Compa- ITO Perovskita TiN 3 Al 2 3 rativo 11 Ex.
Compa- ITO Perovskita Mo 40 Al 2 5 rativo 12 Ex.
Compa- ITO Perovskita AIN 20 Al 1 5 rativo 13 Ex.
Compa- ITO Perovskita Al2O3 20 Al 1 5 rativo 14 Ex.
Compa- ITO Perovskita MgO 10 Al 1 5 rativo 15 Ex.
Compa- ITO Perovskita Zn 10 Al 1 1 rativo 16 Ex.
Compa- ITO Perovskita Ti 10 Al 2 2 rativo 17 Ex.
Compa- ITO Perovskita Grafite 1 Al 3 2 rativo 18
Cato- Camada Camada de Espessura da Ano- Eficiência Teste do de conver- prevenção camada de do de conver- de resis- são fotoe- de difusão prevenção de são fotoe- tência à létrica difusão (nm) létrica luz Ex. Compa- ITO Perovskita Grafite 100 Mo 2 5 rativo 19 Ex. Compa- ITO Perovskita Nanotubo 20 Al 3 2 rativo 20 de carbono Ex. Compa- ITO Perovskita C60 20 Al 2 2 rativo 21 Ex. Compa- ITO Perovskita Grafeno 20 Al 3 2 rativo 22 Ex. Compa- ITO Perovskita Mo 10 Al 2 3 rativo 23 Ex. Compa- ITO Perovskita - - ITO 2 4 rativo 24 Ex. Compa- ITO Perovskita - - Au 2 4 rativo 25
[0098] A presente invenção pode fornecer uma célula solar com elevada eficiência de conversão fotoelétrica que é menos susceptível de diminuir mesmo sob aplicação prolongada de uma tensão.
Claims (1)
1. Célula solar, caracterizada pelo fato de compreender: um catodo; uma camada de conversão fotoelétrica; uma camada de prevenção da difusão; e um anodo na ordem indicada, sendo o catodo um eletrodo transparente, o anodo contendo pelo menos um selecionado do grupo constituído por alumínio, cobre, antimônio e molibdênio, a camada de conversão fotoelétrica contendo um composto perovskite organo-inorgânico representado pela fórmula AMX em que A representa um composto de base orgânica e/ou um metal alcalino, M representa um átomo de chumbo ou de estanho e X representa um átomo de halogênio, sendo a camada de prevenção da difusão: uma camada de prevenção da difusão que contém molib- dênio, tungstênio, tântalo, nióbio, zircônio, háfnio, ou uma liga que con- tenha um ou mais destes e que tenha uma espessura de 5 a 30 nm; uma camada de prevenção da difusão que contém um óxi- do contendo titânio, gálio, zinco, estanho, índio, antimónio, molibdénio, tungsténio, vanádio, crómio, níquel, ou chumbo; uma camada de prevenção da difusão que contenha um nitreto contendo titânio, vanádio, cromo, nióbio, tântalo, molibdênio, zircônio ou háfnio e que tenha uma espessura de 5 a 50 nm; ou uma camada de prevenção de difusão que contém grafite e tem uma espessura de 2 nm a 50 nm.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019-051297 | 2019-03-19 | ||
| JP2019051297 | 2019-03-19 | ||
| PCT/JP2020/011392 WO2020189615A1 (ja) | 2019-03-19 | 2020-03-16 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112021014145A2 true BR112021014145A2 (pt) | 2021-09-21 |
Family
ID=72520840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BR112021014145-6A BR112021014145A2 (pt) | 2019-03-19 | 2020-03-16 | Célula solar |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220140269A1 (pt) |
| EP (1) | EP3879591A4 (pt) |
| JP (1) | JP7431801B2 (pt) |
| CN (1) | CN113261126A (pt) |
| BR (1) | BR112021014145A2 (pt) |
| WO (1) | WO2020189615A1 (pt) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024058021A1 (ja) * | 2022-09-13 | 2024-03-21 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子及び太陽電池モジュール |
| CN116669440B (zh) * | 2023-07-31 | 2024-05-10 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏装置 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4120362B2 (ja) | 2002-11-14 | 2008-07-16 | 松下電工株式会社 | 有機太陽電池 |
| JP2006344794A (ja) | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Mitsubishi Chemicals Corp | フラーレン類含有半導体ヘテロ接合膜 |
| JP2012004239A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Fujifilm Corp | 有機薄膜太陽電池 |
| JP5735093B1 (ja) * | 2013-12-24 | 2015-06-17 | 株式会社マテリアル・コンセプト | 太陽電池及びその製造方法 |
| JP6337561B2 (ja) * | 2014-03-27 | 2018-06-06 | 株式会社リコー | ペロブスカイト型太陽電池 |
| CN104183697B (zh) * | 2014-08-25 | 2017-01-11 | 常州大学 | 一种钙钛矿结构的太阳能电池及其制备方法 |
| JP6547365B2 (ja) | 2015-03-27 | 2019-07-24 | 日本電気株式会社 | 情報処理装置および分散コンソール制御方法、並びにコンピュータ・プログラム |
| US10038033B2 (en) * | 2015-12-29 | 2018-07-31 | Industrial Technology Research Institute | Image sensor |
| EP3518302A4 (en) * | 2016-09-21 | 2020-04-08 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | SOLAR CELL |
| CN107068867A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-08-18 | 南京邮电大学 | 一种钙钛矿太阳能电池 |
| JP2018190928A (ja) * | 2017-05-11 | 2018-11-29 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | ペロブスカイト太陽電池およびその製造方法 |
| JP6626482B2 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-12-25 | 株式会社東芝 | 半導体素子およびその製造方法 |
| TWI718353B (zh) * | 2017-12-13 | 2021-02-11 | 財團法人工業技術研究院 | 鈣鈦礦太陽能電池與堆疊型太陽能電池 |
| FR3080221B1 (fr) * | 2018-04-11 | 2020-03-13 | Sunpartner Technologies | Optimisation du contact electrique metal/metal dans un dispositif photovoltaique semi-transparent en couches minces |
| CN109216554B (zh) * | 2018-08-08 | 2020-05-22 | 西安交通大学 | 一种以p3ht/石墨烯为空穴传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法 |
-
2020
- 2020-03-16 BR BR112021014145-6A patent/BR112021014145A2/pt unknown
- 2020-03-16 CN CN202080007442.2A patent/CN113261126A/zh active Pending
- 2020-03-16 JP JP2021507335A patent/JP7431801B2/ja active Active
- 2020-03-16 EP EP20773235.5A patent/EP3879591A4/en active Pending
- 2020-03-16 US US17/435,481 patent/US20220140269A1/en active Pending
- 2020-03-16 WO PCT/JP2020/011392 patent/WO2020189615A1/ja unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220140269A1 (en) | 2022-05-05 |
| EP3879591A4 (en) | 2022-08-31 |
| JPWO2020189615A1 (pt) | 2020-09-24 |
| CN113261126A (zh) | 2021-08-13 |
| JP7431801B2 (ja) | 2024-02-15 |
| WO2020189615A1 (ja) | 2020-09-24 |
| EP3879591A1 (en) | 2021-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20190198256A1 (en) | Solar cell | |
| TW201530797A (zh) | 薄膜太陽電池及薄膜太陽電池之製造方法 | |
| JP6286106B2 (ja) | 太陽電池、及び、有機半導体用材料 | |
| BR112021014145A2 (pt) | Célula solar | |
| JP2019134159A (ja) | 太陽電池 | |
| WO2013118795A1 (ja) | 有機薄膜太陽電池及び有機薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP7270136B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JP6989391B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JP6876480B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JP6725221B2 (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JP6572039B2 (ja) | 薄膜太陽電池及び薄膜太陽電池の製造方法 | |
| BR112017007730B1 (pt) | Célula solar | |
| JP2020167325A (ja) | 光電変換素子の製造方法、光電変換素子及び太陽電池 | |
| JP6856821B2 (ja) | 光電変換素子、光電変換素子の製造方法及び太陽電池 | |
| JP7463225B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JP2018046056A (ja) | 太陽電池、及び、太陽電池の製造方法 | |
| WO2022004882A1 (ja) | 太陽電池 | |
| JP2018046055A (ja) | 太陽電池 | |
| JP6835644B2 (ja) | 太陽電池 | |
| BR112019012150A2 (pt) | célula solar e método para a produção de célula solar | |
| WO2020208843A1 (ja) | 太陽電池 | |
| JP2022152729A (ja) | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 | |
| JP2016025283A (ja) | タンデム型薄膜太陽電池 | |
| BR112017007120B1 (pt) | Célula solar | |
| BR112019012150B1 (pt) | Célula solar de alta eficiência de conversão fotoelétrica |