CN107425122B - 一种掺杂型钙钛矿太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

一种掺杂型钙钛矿太阳能电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107425122B
CN107425122B CN201710165482.XA CN201710165482A CN107425122B CN 107425122 B CN107425122 B CN 107425122B CN 201710165482 A CN201710165482 A CN 201710165482A CN 107425122 B CN107425122 B CN 107425122B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
preparation
perovskite
solar battery
precursor liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710165482.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107425122A (zh
Inventor
任辉彩
庞茂印
曹原
胡臻玉
王永磊
罗伟
田绍振
陈帅
胡葆华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valiant Co Ltd
Original Assignee
Valiant Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valiant Co Ltd filed Critical Valiant Co Ltd
Priority to CN201710165482.XA priority Critical patent/CN107425122B/zh
Publication of CN107425122A publication Critical patent/CN107425122A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107425122B publication Critical patent/CN107425122B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H10K30/10—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising heterojunctions between organic semiconductors and inorganic semiconductors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明光伏材料领域，具体涉及一种掺杂型钙钛矿太阳能电池及其制备方法，该掺杂型钙钛矿太阳能电池，依次包括从下至上依次层叠的FTO导电玻璃基底、NiOx空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层、缓冲层和金属电极层，所述钙钛矿吸收层中掺杂具有强疏水性和高电荷传输性能的MoS2，可有效提高太阳能电池的光电性能以及稳定性，组分简单，易制备，重复性好，无迟滞效应，适宜产业化生产。

Description

一种掺杂型钙钛矿太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明光伏材料领域，具体涉及一种掺杂型钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
背景技术
近年来，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池发展十分迅速。短短的七年时间，其效率从2009年的3.8％提升至2016年的22.1％，这种发展速度远远超过非晶硅太阳能电池、有机薄膜太阳能电池和染料敏化太阳能电池，成为当今尚未产业化的新一代光伏技术中最热门的技术分支，得到了学术界和产业界的广泛重视。
虽然钙钛矿太阳能电池的效率较高，但是其稳定性问题亟待解决(NatureEnergy,2016,1,15015)。因为该类电池中所使用的钙钛矿吸光层在空气中不稳定，遇水极易分解，导致器件性能急剧下降，严重影响电池的寿命，这成为目前钙钛矿太阳能电池商业化的瓶颈(Nature Energy,2016,15016)。有文献报道，通过在钙钛矿吸光层中掺杂铯离子、铷离子和聚合物等手段来优化钙钛矿的结晶度和形貌(Science,2016,354,206-209；Energy Environ.Sci.,2016,9,1989-1997；Nature Energy,2016,1,16142)，以提高电池的稳定性和光电性能。这些措施虽然取得了一定的效果，但是，报道中所使用的钙钛矿材料组分比较复杂，重复性差，商业化的难度较大；并且所用的Spiro-OMeTAD，稳定性差，还需要掺杂易吸水的锂盐。还有报道将具有强疏水性和导电性的多层MoS2作为保护层和缓冲层应用到钙钛矿太阳能电池中，提高了电池的稳定性。但是MoS2单独作为器件中的一层，一定程度上阻碍了电荷的传输，因此制备的电池效率不高。同时该电池中也用到不稳定的Spiro-OMeTAD(Adv.Energy.Mater.,2016,1600920)。因此，寻求一种高效、简洁、低成本地制备稳定的钙钛矿太阳能电池的方法，对实现其产业化具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种掺杂型钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其制备方法简单，可有效提高太阳能电池的光电性能，利于实现产业化。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种掺杂型钙钛矿太阳能电池，依次包括从下至上依次层叠的FTO导电玻璃基底、NiOx空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层、缓冲层和金属电极层，所述钙钛矿吸收层中掺杂有MoS2，所述钙钛矿吸收层的膜层厚度控制在400-500nm。
本发明提供一种掺杂型钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
A、FTO导电玻璃的清洗：将FTO导电玻璃进行超声清洗处理待用；
B、NiOx空穴传输层的制备：将乙酰丙酮镍与醋酸镁加入溶剂中，配制成第一前驱液，再将步骤A得到的FTO导电玻璃的导电面朝上，置于加热板上，并涂布前驱液，涂布完毕，继续加热，自然冷却至室温，形成NiOx空穴传输层；
C、钙钛矿吸收层的制备：将卤化铅与卤化甲基胺溶于有机溶剂中，配制成第二前驱液，将MoS2加入前驱液中，并加热搅拌溶解，得到钙钛矿前驱液，将钙钛矿前驱液涂布在NiOx空穴传输层上，并在加热板上退火处理后得到钙钛矿吸收层；其中卤化铅选自PbCl2、PbBr2或PbI2；卤化甲基胺选自CH3NH3Cl、CH3NH3Br或CH3NH3I；
D、电子传输层的制备：将富勒烯衍生物溶于氯苯中，并搅拌溶解得到第三前驱液，得到的第三前驱液涂布在钙钛矿吸收层上，并在加热板上退火处理后得到电子传输层；
E、缓冲层的制备：以LiF作为缓冲层时，将LiF粉末通过真空蒸镀的方式沉积到电子传输层上；以BCP作为缓冲层时：将BCP加入甲醇中，得到饱和溶液，并涂布到电子传输层上，然后在加热板上退火处理；
F、金属电极层的制备：将步骤E制得的缓冲层置于真空蒸镀室中，真空度达到1×10-4Pa以上，在缓冲层表面上蒸镀Au、Ag或Al，形成金属电极层。
进一步，在步骤A中，依次使用玻璃清洗剂、去离子水、高纯水、无水乙醇、丙酮分别超声FTO导电玻璃15-20min，然后用氮气吹干待用。
进一步，在步骤B中，所述加热板温度控制在500-600℃，继续加热时间控制在0.5-1h；
在步骤C中，所述加热温度控制在75-80℃，溶解时间控制在2-3h，加热板温度控制在80-100℃，退火时间控制在10-30min；
在步骤D中，所述溶解温度控制在75-80℃，溶解时间控制在3-4h，加热板温度控制在100-150℃，退火时间控制在10-20min；
在步骤E中，所述加热板温度控制在80-100℃，退火时间控制在10-20min。
进一步，在步骤C中，所述第二前驱液中的铅离子摩尔浓度为0.5-1.5mol/L，所述MoS2在钙钛矿前驱液中的质量体积浓度为0.02-0.04mg/mL；
在步骤D中，所述富勒烯衍生物在所述第三前驱液中的质量体积浓度为10-20mg/mL。
进一步，在步骤B中，所述醋酸镁中的镁与所述乙酰丙酮镍中的镍其原子比例为Mg:Ni＝(1-2)：10，所述乙酰丙酮镍在步骤B的第一前驱液中的摩尔浓度为0.01-0.05mol/L。
进一步，在步骤C中，所述钙钛矿前驱液中，CH3NH3 +与Pb2+的摩尔比为1:1，卤素离子与Pb2+的摩尔比为3:1，其中卤素离子为溴离子、碘离子或氯离子。
进一步，在步骤D中，所述富勒烯衍生物为PC61BM、PC71BM、ICBA或bis-PC61BM。
进一步，在步骤B中，所述溶剂为乙腈，在步骤C中，所述有机溶剂为DMF。
进一步，在步骤B中，所述NiOx空穴传输层的膜层厚度控制在10-30nm；
在步骤C中，所述钙钛矿吸收层的膜层厚度控制在400-500nm；
在步骤D中，所述电子传输层的膜层厚度控制在50-80nm；
在步骤E中，所述缓冲层的膜层厚度控制在10-15nm；
在步骤F中，所述金属电极层的膜层厚度控制在100-200nm
进一步，所述步骤B至步骤E中的涂布方法选自旋涂法、超声喷涂法、丝网印刷法或狭缝涂布法。
本发明的有益效果是：
1、本发明在钙钛矿吸收层中掺杂MoS2后，可显著调控钙钛矿晶体的成核速度和形貌，最终形成致密、光滑的膜层，显著提高电池的稳定性；
2、MoS2具有强疏水性，在钙钛矿材料结晶时包覆在晶体周围，可以起到很好的防水作用，大大提高电池的稳定性，器件在空气中放置500h后依然保持原光电转换效率的85％以上；另外，MoS2高的电荷传输性能还可以帮助传输电荷，进一步提高电池的光电性能。
3、本发明制备的反式平面钙钛矿太阳能电池，采用的钙钛矿材料，组分简单，易制备，重复性好，光电性能稳定，无迟滞效应，非常适宜产业化生产。
附图说明
图1为本发明一种掺杂型钙钛矿太阳能电池器件的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、FTO导电玻璃基底，2、NiOx空穴传输层，3、钙钛矿吸收层，4、电子传输层，5、缓冲层，6、金属电极。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一
以CH3NH3PbI3为钙钛矿吸收层，PC61BM为电子传输层，BCP为缓冲层，Ag为金属电极，其具体的制备步骤如下：
A、FTO导电玻璃的清洗：使用玻璃清洗剂、去离子水、高纯水、无水乙醇、丙酮分别超声FTO导电玻璃15-20min，然后用氮气吹干待用；
B、NiOx空穴传输层的制备：以乙酰丙酮镍和醋酸镁为原料，配制含有醋酸镁的乙酰丙酮镍的第一前驱液，其中乙酰丙酮镍的摩尔浓度为0.01-0.05mol/L，掺杂的原子比例为：Mg:Ni＝(1-2)：10，乙腈为溶剂；将上述洗净的FTO玻璃导电面朝上，置于温度为500-600℃的热板上，采用超声喷涂法喷涂上述前驱液。喷涂完毕，继续加热半小时，之后自然冷却至室温，形成10-30nm厚的NiOx空穴传输层；
C、CH3NH3PbI3钙钛矿吸收层的制备：将摩尔比为1:1的CH3NH3I和PbI2溶于DMF溶液中，配制成摩尔浓度为0.5-1.5mol/L第二前驱液。按照0.02-0.04mg/mL的关系比例，向上述溶液中加入MoS2粉末，然后在75-80℃下搅拌溶解2-3h，形成钙钛矿前驱液。将上述钙钛矿前驱液采用超声喷涂的方式喷涂在NiOx空穴传输层上，然后在80-100℃下退火10-30min，形成400-500nm的钙钛矿吸收层；
D、PC61BM电子传输层的制备：将PC61BM溶于无水氯苯中，配制成10-20mg/mL的第三前驱液，75-80℃下搅拌溶解3-4h。将上述PC61BM的氯苯溶液采用超声喷涂的方式喷涂在钙钛矿吸收层上，100℃退火10min，形成50-80nm厚的PC61BM电子传输层；
E、BCP缓冲层的制备：将BCP的甲醇饱和溶液以超声喷涂的方式喷涂在PCBM电子传输层上，80℃退火10min，形成膜层厚度为10-15nm的BCP缓冲层。
F、金属电极的制备：将上述制备好的基底置于真空蒸镀室中，真空度达到1×10- 4Pa以上，蒸镀100nm Ag，形成Ag电极，完成整个钙钛矿太阳能电池的制备。
对制备的上述太阳能电池进行光电性能测试，CH3NH3PbI3中掺杂有MoS2的电池，器件的平均开路电压为1.08V，短路电流为20.1mA/cm2,填充因子80.59％,光电转换效率17.5％。对比电池的平均开路电压为1.07V，短路电流为19.9mA/cm2，填充因子80％,光电转换效率17.1％。由测试数据可知，两者的光电性能基本一致，前者略高。但是，掺杂MoS2的电池在空气中放置500h后，光电转换效率仍有14.9％，保持在初始效率的85％以上。而对比电池在相同的放置条件下，短短5h后，光电转换效率就衰减到3.42％，只有初始效率的20％。上述数据说明掺杂MoS2后电池的稳定性大大提高，这对于钙钛矿太阳能电池的商业化具有重要意义。
基于掺杂MoS2的CH3NH3PbI3钙钛矿吸收层的电池，采用不同的电子传输层或缓冲层，都可以得到相似的结果，显著提高电池的稳定性，具体数据见表1。
表1电池结构为：FTO/NiOx/CH3NH3PbI3:MoS2/电子传输层/缓冲层/金属电极的一系列钙钛矿太阳能电池的光电转化效率及稳定性数据
实施例二
参考实施例一清洗FTO玻璃、制备NiOx空穴传输层。本实施例采用CH3NH3PbI2.4Cl0.6为钙钛矿吸收层。将CH3NH3I、PbI2和PbCl2按照摩尔比1:0.7:0.3的比例加入到DMF溶液中，配制成摩尔浓度为0.5-1.5mol/L的第二前驱液，再按照0.02-0.04mg/mL的关系比例，向上述溶液中加入MoS2粉末，MoS2粉末的加入量：第二前驱液每毫升将加入0.02-0.04mg，然后在75-80℃下搅拌溶解2-3h，形成CH3NH3PbI2.4Cl0.6钙钛矿前驱液。将上述钙钛矿前驱液采用狭缝涂布的方式涂布在NiOx空穴传输层上，然后在80-100℃下退火10-30min，形成400-500nm的钙钛矿吸收层；然后再用狭缝涂布的方式涂布PC71BM的氯苯溶液(20mg/mL),100℃退火10min，形成50-80nm厚的PC71BM电子传输层；将上述玻璃基底转移到真空蒸镀室中，待压力达到1×10-4Pa后，依次蒸镀LiF粉末和金属Al，完成整个钙钛矿太阳能电池的制备。
对制备的上述太阳能电池进行光电性能测试，CH3NH3PbI2.4Cl0.6中掺杂有MoS2的电池，器件的平均开路电压为1.1V，短路电流为21.1mA/cm2,填充因子78.0％,光电转换效率18.1％。对比电池的平均开路电压为1.05V，短路电流为20.2mA/cm2，填充因子79.7％,光电转换效率16.9％。由上述数据可知，掺杂MoS2的电池效率较高。暴露放置在空气中500h后，掺杂MoS2的电池光电转换效率变为15.6％，是初始转换效率的86％；而对比电池效率在短短5h后就衰减为1.69％，是初始效率的10％。由此可见，掺杂MoS2后电池稳定性得到明显提升。
基于掺杂MoS2的CH3NH3PbI2.4Cl0.6钙钛矿吸收层的电池，采用不同的电子传输层或缓冲层，都可以得到相似的结果，显著提高电池的稳定性，具体数据见表2。
表2电池结构为：FTO/NiOx/CH3NH3PbI2.4Cl0.6:MoS2/电子传输层/缓冲层/金属电极的一系列钙钛矿太阳能电池的光电转化效率及稳定性数据
实施例三
参考实施例一清洗FTO玻璃、制备NiOx空穴传输层。本实施例采用CH3NH3PbI2.4Br0.6为钙钛矿吸收层。将CH3NH3I、PbI2和PbBr2按照摩尔比1:0.7:0.3的比例加入到DMF溶液中，配制成摩尔浓度为0.5-1.5mol/L的第二前驱液，再按照0.02-0.04mg/mL的关系比例，向上述溶液中加入MoS2粉末(同上)，然后在75-80℃下搅拌溶解2-3h，形成CH3NH3PbI2.4Br0.6钙钛矿前驱液。将上述钙钛矿前驱液采用丝网印刷的方式涂布在NiOx空穴传输层上，然后在80-100℃下退火10-30min，形成400-500nm的钙钛矿吸收层；然后再用丝网印刷的方式涂布bis-PC61BM的氯苯溶液(20mg/mL),100℃退火10min，形成50-80nm厚的bis-PC61BM电子传输层；将上述玻璃基底转移到真空蒸镀室中，待压力达到1×10-4Pa后，依次蒸镀LiF粉末和金属Au，完成整个钙钛矿太阳能电池的制备。
对制备的上述太阳能电池进行光电性能测试，CH3NH3PbI2.4Br0.6中掺杂有MoS2的电池，器件的平均开路电压为1.1V，短路电流为20.8mA/cm2,填充因子79.8％,光电转换效率18.3％。对比电池的平均开路电压为1.07V，短路电流为19.8mA/cm2，填充因子78.5％,光电转换效率16.6％。由上述数据可知，掺杂MoS2的电池效率较高。暴露放置在空气中500h后，掺杂MoS2的电池光电转换效率变为16.69％，是初始转换效率的91.2％；而对比电池效率在短短5h后就衰减为2.3％，是初始效率的7％。由此可见，掺杂MoS2后电池稳定性得到明显提升。
基于掺杂MoS2的CH3NH3PbI2.4Br0.6钙钛矿吸收层的电池，采用不同的电子传输层或缓冲层，都可以得到相似的结果，显著提高电池的稳定性，具体数据见表3。
表3电池结构为：FTO/NiOx/CH3NH3PbI2.4Br0.6:MoS2/电子传输层/缓冲层/金属电极的一系列钙钛矿太阳能电池的光电转化效率及稳定性数据
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种掺杂型钙钛矿太阳能电池，其特征在于，依次包括从下至上依次层叠的FTO导电玻璃基底(1)、NiOx空穴传输层(2)、钙钛矿吸收层(3)、电子传输层(4)、缓冲层(5)和金属电极层(6)，所述钙钛矿吸收层(3)中掺杂有MoS2，MoS2的掺杂方式为将MoS2粉末按照质量体积比为0.02-0.04mg/mL的含量加入钙钛矿前驱溶液中，所述钙钛矿吸收层的膜层厚度控制在400-500nm。
2.一种掺杂型钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、FTO导电玻璃的清洗：将FTO导电玻璃进行超声清洗处理待用；
B、NiOx空穴传输层的制备：将乙酰丙酮镍与醋酸镁加入溶剂中，配制成第一前驱液，再将步骤A得到的FTO导电玻璃的导电面朝上，置于加热板上，并涂布前驱液，涂布完毕，继续加热，自然冷却至室温，形成NiOx空穴传输层；
C、钙钛矿吸收层的制备：将卤化铅与卤化甲基胺溶于有机溶剂中，配制成第二前驱液，将MoS2加入前驱液中，并加热搅拌溶解，得到钙钛矿前驱液，所述MoS2在钙钛矿前驱液中的质量体积浓度为0.02-0.04mg/mL，将钙钛矿前驱液涂布在NiOx空穴传输层上，并在加热板上退火处理后得到钙钛矿吸收层；其中卤化铅选自PbCl2、PbBr2或PbI2；卤化甲基胺选自CH3NH3Cl、CH3NH3Br或CH3NH3I；
D、电子传输层的制备：将富勒烯衍生物溶于氯苯中，并搅拌溶解得到第三前驱液，得到的第三前驱液涂布在钙钛矿吸收层上，并在加热板上退火处理后得到电子传输层；
E、缓冲层的制备：以LiF作为缓冲层时，将LiF粉末通过真空蒸镀的方式沉积到电子传输层上；以BCP作为缓冲层时：将BCP加入甲醇中，得到饱和溶液，并涂布到电子传输层上，然后在加热板上退火处理；
F、金属电极层的制备：将步骤E制得的缓冲层置于真空蒸镀室中，真空度达到1×10-4Pa以上，在缓冲层表面上蒸镀Au、Ag或Al，形成金属电极层。
3.根据权利要求2所述一种掺杂型钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤A中，依次使用玻璃清洗剂、去离子水、高纯水、无水乙醇、丙酮分别超声FTO导电玻璃15-20min，然后用氮气吹干待用。
4.根据权利要求2所述一种掺杂型钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，
在步骤B中，所述加热板温度控制在500-600℃，继续加热时间控制在0.5-1h；
在步骤C中，所述加热温度控制在75-80℃，溶解时间控制在2-3h，加热板温度控制在80-100℃，退火时间控制在10-30min；
在步骤D中，所述溶解温度控制在75-80℃，溶解时间控制在3-4h，加热板温度控制在100-150℃，退火时间控制在10-20min；
在步骤E中，所述加热板温度控制在80-100℃，退火时间控制在10-20min。
5.根据权利要求2所述一种掺杂型钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，
在步骤C中，所述第二前驱液中的铅离子摩尔浓度为0.5-1.5mol/L；
在步骤D中，所述富勒烯衍生物在所述第三前驱液中的质量体积浓度为10-20mg/mL。
6.根据权利要求2所述一种掺杂型钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤B中，所述醋酸镁中的镁与所述乙酰丙酮镍中的镍其原子比例为Mg:Ni＝(1-2)：10，所述乙酰丙酮镍在步骤B的第一前驱液中的摩尔浓度为0.01-0.05mol/L。
7.根据权利要求2所述一种掺杂型钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤C中，所述钙钛矿前驱液中，CH3NH3 +与Pb2+的摩尔比为1:1，卤素离子与Pb2+的摩尔比为3:1，其中卤素离子为溴离子、碘离子或氯离子。
8.根据权利要求2所述一种掺杂型钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤D中，所述富勒烯衍生物为PC61BM、PC71BM、ICBA或bis-PC61BM。
9.根据权利要求2所述一种掺杂型钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤B中，所述溶剂为乙腈，在步骤C中，所述有机溶剂为DMF。
10.根据权利要求2所述一种掺杂型钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，
在步骤B中，所述NiOx空穴传输层的膜层厚度控制在10-30nm；
在步骤C中，所述钙钛矿吸收层的膜层厚度控制在400-500nm；
在步骤D中，所述电子传输层的膜层厚度控制在50-80nm；
在步骤E中，所述缓冲层的膜层厚度控制在10-15nm；
在步骤F中，所述金属电极层的膜层厚度控制在100-200nm。
CN201710165482.XA 2017-03-20 2017-03-20 一种掺杂型钙钛矿太阳能电池及其制备方法 Active CN107425122B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710165482.XA CN107425122B (zh) 2017-03-20 2017-03-20 一种掺杂型钙钛矿太阳能电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710165482.XA CN107425122B (zh) 2017-03-20 2017-03-20 一种掺杂型钙钛矿太阳能电池及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107425122A CN107425122A (zh) 2017-12-01
CN107425122B true CN107425122B (zh) 2019-08-16

Family

ID=60424096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710165482.XA Active CN107425122B (zh) 2017-03-20 2017-03-20 一种掺杂型钙钛矿太阳能电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107425122B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108242505B (zh) * 2017-12-22 2020-06-30 清华大学 大晶粒钙钛矿薄膜光电材料的制备方法
CN108574050B (zh) * 2018-07-04 2022-02-15 河南师范大学 一种Perovskite-MoS2体异质结的钙钛矿太阳能电池的制备方法
CN109216558B (zh) * 2018-09-10 2021-11-02 陕西师范大学 含氯氧化镍纳米颗粒作为空穴传输层的钙钛矿电池及其制备方法
CN112952001A (zh) * 2019-12-10 2021-06-11 中国科学院大连化学物理研究所 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN111341914B (zh) * 2020-03-23 2020-11-17 成都新柯力化工科技有限公司 一种可粘贴柔性钙钛矿光伏电池薄膜及制备方法
CN112349847B (zh) * 2020-10-12 2023-12-26 上海交通大学 一种钙钛矿太阳电池自动化生产设备
CN115353767B (zh) * 2022-07-28 2024-02-09 仁烁光能(苏州)有限公司 一种用于钙钛矿光伏规模化量产的电子传输层墨水

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103311440A (zh) * 2013-06-08 2013-09-18 苏州方昇光电装备技术有限公司 一种用于有机太阳能电池空穴传输层的层状半导体材料及其制备方法
CN103746078A (zh) * 2014-01-27 2014-04-23 北京大学 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN104769736A (zh) * 2012-09-18 2015-07-08 埃西斯创新有限公司 光电器件
CN105047825A (zh) * 2015-08-07 2015-11-11 常州大学 一种有机/无机钙钛矿电池及其制备方法
CN105070834A (zh) * 2015-07-28 2015-11-18 华中科技大学 一种基于掺杂型NiO空穴传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN105789444A (zh) * 2016-01-29 2016-07-20 杭州众能光电科技有限公司 一种基于真空蒸发镀膜法的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN106129254A (zh) * 2016-08-12 2016-11-16 北京大学 一种体相异质结钙钛矿太阳能电池及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104769736A (zh) * 2012-09-18 2015-07-08 埃西斯创新有限公司 光电器件
CN103311440A (zh) * 2013-06-08 2013-09-18 苏州方昇光电装备技术有限公司 一种用于有机太阳能电池空穴传输层的层状半导体材料及其制备方法
CN103746078A (zh) * 2014-01-27 2014-04-23 北京大学 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN105070834A (zh) * 2015-07-28 2015-11-18 华中科技大学 一种基于掺杂型NiO空穴传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN105047825A (zh) * 2015-08-07 2015-11-11 常州大学 一种有机/无机钙钛矿电池及其制备方法
CN105789444A (zh) * 2016-01-29 2016-07-20 杭州众能光电科技有限公司 一种基于真空蒸发镀膜法的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN106129254A (zh) * 2016-08-12 2016-11-16 北京大学 一种体相异质结钙钛矿太阳能电池及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"A Strategy to Simplify the Preparation Process of Perovskite Solar Cells by Co-deposition of a Hole-Conductor and a Perovskite Layer ";Senyun Ye et al.;《Advanced Materials》;20160913;9684-9654
"Atomically Thin-Layered Molybdenum Disulfide (MoS2) for Bulk-Heterojunction Solar Cells";Eric Singh et al.;《ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES》;20170103;第9卷(第4期);3223-3245
"Few-Layer MoS 2 Flakes as Active Buffer Layer for Stable Perovskite Solar Cells";Andrea Capasso et al.;《Advanced Energy Materials》;20160712;1600920（1-12）
"Spray deposition of exfoliated MoS2 flakes as hole transport layer in perovskite-based photovoltaics";A. Capasso et al.;《Proceedings of th 15th IEEE International Conference on Nanotechnology》;20160121;1138-1141

Also Published As

Publication number Publication date
CN107425122A (zh) 2017-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107425122B (zh) 一种掺杂型钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN106025085B (zh) 基于Spiro‑OMeTAD/CuXS复合空穴传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN105789444B (zh) 一种基于真空蒸发镀膜法的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN105006522B (zh) 一种基于钙钛矿的倒置薄膜太阳能电池及其制备方法
CN106887520B (zh) 一种添加剂辅助的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN107482122B (zh) 一种钙钛矿太阳能电池及制备方法
CN104993058B (zh) 一种层状钙钛矿结构材料及在甲胺铅碘钙钛矿薄膜太阳能电池中的应用
CN106025067B (zh) 一种溶液法生成钙钛矿薄膜的成膜方法及其器件应用
CN109216557B (zh) 一种基于柠檬酸/SnO2电子传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN107240643B (zh) 溴元素掺杂甲胺铅碘钙钛矿太阳能电池及其制作方法
EP3156408A1 (en) Organic-inorganic hybrid perovskite compound, method for preparing same, and solar cell comprising same
CN104393177B (zh) 基于钙钛矿相有机金属卤化物的太阳能电池及其制备方法
CN105742494A (zh) 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN108063186A (zh) 锌掺杂氧化镍空穴传输层反置钙钛矿太阳能电池及制备方法
CN105977386A (zh) 一种纳米金属氧化物空穴传输层的钙钛矿太阳电池及其制备方法
CN108288675A (zh) 一种铁盐掺杂Spiro-OMeTAD的空穴传输层及含该空穴传输层的太阳能电池
CN107565023A (zh) 一种钙钛矿太阳能电池及制备方法
CN105810831A (zh) 一种铅锡混合钙钛矿薄膜、其制备方法及应用
CN109768167A (zh) 无电流迟滞的钙钛矿太阳电池及其制备方法
CN112582544A (zh) 一种基于添加剂工程制备钙钛矿薄膜的方法及其光电应用
CN220023501U (zh) 一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池
CN108023018A (zh) 基于带隙连续可调控的倒置钙钛矿太阳电池的制备方法
US10074489B2 (en) Solid state hole transport material
CN106410038A (zh) 萘四甲酸二酐衍生物在倒置钙钛矿太阳能电池中的应用
CN114447234B (zh) 有机无机杂化钙钛矿表界面处理方法、材料及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Doped Perovskite solar cell and preparation method thereof

Effective date of registration: 20211202

Granted publication date: 20190816

Pledgee: Yantai Branch of China Merchants Bank Co.,Ltd.

Pledgor: VALIANT Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980013807

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20220823

Granted publication date: 20190816

Pledgee: Yantai Branch of China Merchants Bank Co.,Ltd.

Pledgor: VALIANT Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980013807

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right