CN112713243A - 一种体相异质结钙钛矿太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，在电池骨架内形成有填充孔道，该填充孔道通过高温热分解包裹在各功能层(电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层)对应的纳米晶材料表面的聚多巴胺层而形成，各填充孔道里填充有机‑无机杂化或全无机钙钛矿光吸收材料，形成钙钛矿光吸收层贯穿于各功能层间(电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层)的体相异质结，在保持钙钛矿光吸收层厚度不变的情况下，含铅钙钛矿光吸收层材料的用量能降低到传统介观和平面异质结钙钛矿太阳能电池用量的10～30％，同时形成的体相异质结具有良好的界面接触状态，可保证太阳能电池的高光电转换效率。本发明还公开了一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法。

Description

一种体相异质结钙钛矿太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及的是一种体相异质结钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
背景技术
钙钛矿太阳能电池是一种新型太阳能电池，以有机-无机杂化或全无机钙钛矿为光吸收材料，与电子传输材料和空穴传输材料构成太阳能电池。钙钛矿太阳能电池具有低成本、制备工艺简单、光电转换效率高等特点，因此具有良好的应用前景，有望替代现有的高成本太阳能电池。
钙钛矿太阳能电池分为介观和平面异质结结构，按照各功能层在导电玻璃上的堆叠次序分为正式结构(导电玻璃/电子传输层/钙钛矿光吸收层/空穴传输层/金属或碳电极)和反式结构(导电玻璃/空穴传输层/钙钛矿光吸收层/电子传输层/金属或碳电极)。介观和平面异质结钙钛矿太阳能电池内的钙钛矿光吸收层厚度一般为300～600nm，由于所用的含铅钙钛矿材料的环境不友好性，部分国家甚至禁止大量使用含铅材料，因此亟须开发非铅钙钛矿材料或降低含铅钙钛矿材料的用量。当前报道的非铅钙钛矿太阳能电池的光电转换效率普遍低于含铅钙钛矿太阳能电池，虽然通过光传输路径的管理，可以用较薄的含铅钙钛矿光吸收层制备出高效太阳能电池，但是工艺复杂，会大幅增加电池制作成本。
因此，开发一种既能保持高光电转换效率又可以大幅降低含铅钙钛矿材料用量的新结构电池对钙钛矿太阳能电池的大规模应用及开发具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，与平面异质结或介观结构钙钛矿太阳能电池相比，含铅钙钛矿材料的用量大幅下降，同时形成的体相异质结具有良好的界面接触状态，可保证太阳能电池的高光电转换效率。
本发明的目的还在于提供一种上述体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，具有正式结构的电池骨架或者反式结构的电池骨架，所述正式结构的电池骨架包括导电玻璃以及依次叠设在所述导电玻璃上的电子传输层、绝缘隔离层、空穴传输层和碳电极，所述电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层之间分别形成有填充孔道；所述反式结构的电池骨架包括导电玻璃以及依次叠设在所述导电玻璃上的空穴传输层、绝缘隔离层、电子传输层和碳电极，所述空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层之间分别形成有填充孔道；所述电子传输层由N型半导体纳米晶材料制备而成，所述绝缘隔离层由绝缘体纳米晶材料制备而成，所述空穴传输层由P型半导体纳米晶材料制备而成，各所述填充孔道内填充有由有机-无机杂化全无机钙钛矿光吸收材料或全无机钙钛矿光吸收材料组成的钙钛矿光吸收层。
所述N型半导体纳米晶材料为TiO2纳米晶、SnO2纳米晶或者ZnO纳米晶，所述绝缘体纳米晶材料为SiO2纳米晶、Al2O3纳米晶或者ZrO2纳米晶，所述P型半导体纳米晶材料为NiO纳米晶或者CuCaO2纳米晶。
所述有机-无机杂钙钛矿光吸收材料为甲胺铅碘钙钛矿材料或者甲脒铅碘溴钙钛矿材料，所述全无机钙钛矿光吸收材料为铯铅碘溴钙钛矿材料。
一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、先将1～10g、粒径为10～20nm的N型半导体纳米晶颗粒分散在去离子水中，配制成浓度为10～50mg/mL的N型半导体纳米晶颗粒分散液，往其中添加等体积的浓度为10～100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水或氢氧化钠调节溶液的pH至8.5，在2000～3000转/分钟的转速下搅拌反应1～4小时，然后在6000～10000转/分钟的转速下离心0.5～1小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒，N型半导体纳米晶颗粒外包裹有3～20nm厚的聚多巴胺层；
步骤2、然后将1～10g、粒径为10～20nm的绝缘体纳米晶颗粒分散在去离子水中，配制成浓度为10～50mg/mL的绝缘体纳米晶颗粒分散液，往其中添加等体积的浓度为10～100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水或氢氧化钠调节溶液的pH至8.5，在2000～3000转/分钟的转速下搅拌反应1～4小时，然后在6000～10000转/分钟的转速下离心0.5～1小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒，绝缘体纳米晶颗粒外包裹有3～20nm厚的聚多巴胺层；
步骤3、然后将1～10g、粒径为10～20nm的P型半导体纳米晶颗粒分散在去离子水中，配制成浓度为10～50mg/mL的P型半导体纳米晶颗粒分散液，往其中添加等体积的浓度为10～100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水或氢氧化钠调节溶液的pH至8.5，在2000～3000转/分钟的转速下搅拌反应1～4小时，然后在6000～10000转/分钟的转速下离心0.5～1小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒，P型半导体纳米晶颗粒外包裹有3～20nm厚的聚多巴胺层；
步骤4、然后将步骤1中制备的聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒、步骤2中制备的聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒以及步骤3中制备的聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分别分散在去离子水中，配制成浓度为10～15mg/mL的聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒分散液、浓度为10～15mg/mL的聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒分散液以及浓度为10～15mg/mL的聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分散液；
步骤5、然后在5000～6000转/分钟的转速下，将步骤4中得到的聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒分散液、聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒分散液以及聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分散液依次旋涂到导电玻璃的导电面上，从而在导电玻璃的导电面上依次对应形成150～250nm厚的电子传输层、30～50nm厚的绝缘隔离层和150～250nm厚的空穴传输层，经500℃高温热处理0.5～1小时后，获得在电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层之间均具有填充孔道的正式电池骨架；或者在5000～6000转/分钟的转速下，将步骤4中得到的聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分散液、聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒分散液以及聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒分散液依次旋涂到导电玻璃的导电面上，从而在导电玻璃的导电面上依次对应形成150～250nm厚的空穴传输层、30～50nm厚的绝缘隔离层和150～250nm厚的电子传输层，经500℃高温热处理0.5～1小时后，获得在空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层之间均具有填充孔道的反式电池骨架；各所述填充孔道的孔径为5～50nm；
步骤6、然后在8000～12000转/分钟的转速下，向步骤5中得到的正式电池骨架或者反式电池骨架的各填充孔道内通过旋涂填充有机-无机杂化钙钛矿光吸收层前驱液或全无机钙钛矿光吸收层前驱液，经氯苯或乙酸乙酯浸泡5～10分钟，在100～150℃下热处理10～30分钟，形成钙钛矿光吸收层贯穿于电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层间的体相异质结；
步骤7、最后在步骤6中形成体相异质结的正式电池骨架的空穴传输层或者反式电池骨架的电子传输层上印刷上碳电极，即得到具有正式结构或者反式结构的所述体相异质结钙钛矿太阳能电池。
步骤6中，所述有机-无机杂化钙钛矿光吸收层前驱液为甲胺铅碘钙钛矿材料前驱液或者甲脒铅碘溴钙钛矿材料前驱液，所述全无机钙钛矿光吸收层前驱液为铯铅碘溴钙钛矿材料前驱液，均为市售产品。
采用上述技术方案后，本发明一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，在电池骨架内形成有填充孔道，该填充孔道通过高温热分解包裹在各功能层(电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层)对应的纳米晶材料表面的聚多巴胺层而形成，填充孔道里填充有机-无机杂化或全无机钙钛矿光吸收材料，形成钙钛矿光吸收层与各功能层(电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层)体相异质结，在保持钙钛矿光吸收层总厚度不变的情况下，含铅钙钛矿光吸收层材料的用量能降低到传统介观和平面异质结钙钛矿太阳能电池用量的10～30％，同时形成的体相异质结具有良好的界面接触状态，可保证太阳能电池的高光电转换效率。
本发明一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法，先将聚多巴胺包裹在各功能层的纳米晶颗粒的表面，通过盐酸多巴胺水溶液的浓度和聚合反应时间的调控，能精确控制聚多巴胺包裹的厚度，进而在纳米尺度上调控填充孔道的孔径大小；然后通过高温热分解聚多巴胺，从而在各功能层之间形成填充孔道，获得正式或者反式电池骨架；最后在填充孔道里填充有机-无机杂化或全无机钙钛矿光吸收层前驱液，形成钙钛矿光吸收层贯穿于各功能层(电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层)间的体相异质结，与平面异质结及介观结构太阳能电池相比，填充于该填充孔道内的含铅钙钛矿吸收层材料的用量能大幅下降。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，具有正式结构的电池骨架或者反式结构的电池骨架，所述正式结构的电池骨架包括导电玻璃以及依次叠设在所述导电玻璃上的电子传输层、绝缘隔离层、空穴传输层和碳电极，所述电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层之间分别形成有填充孔道；所述反式结构的电池骨架包括导电玻璃以及依次叠设在所述导电玻璃上的空穴传输层、绝缘隔离层、电子传输层和碳电极，所述空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层之间分别形成有填充孔道；所述电子传输层由N型半导体纳米晶材料制备而成，所述绝缘隔离层由绝缘体纳米晶材料制备而成，所述空穴传输层由P型半导体纳米晶材料制备而成，各所述填充孔道内填充有由有机-无机杂化全无机钙钛矿光吸收材料或全无机钙钛矿光吸收材料组成的钙钛矿光吸收层。
所述N型半导体纳米晶材料为TiO2纳米晶、SnO2纳米晶或者ZnO纳米晶，所述绝缘体纳米晶材料为SiO2纳米晶、Al2O3纳米晶或者ZrO2纳米晶，所述P型半导体纳米晶材料为NiO纳米晶或者CuCaO2纳米晶。
所述有机-无机杂钙钛矿光吸收材料为甲胺铅碘钙钛矿材料或者甲脒铅碘溴钙钛矿材料，所述全无机钙钛矿光吸收材料为铯铅碘溴钙钛矿材料。
一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、先将1～10g、粒径为10～20nm的N型半导体纳米晶颗粒分散在去离子水中，配制成浓度为10～50mg/mL的N型半导体纳米晶颗粒分散液，往其中添加等体积的浓度为10～100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水或氢氧化钠调节溶液的pH至8.5，在2000～3000转/分钟的转速下搅拌反应1～4小时，然后在6000～10000转/分钟的转速下离心0.5～1小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒，N型半导体纳米晶颗粒外包裹有3～20nm厚的聚多巴胺层；
步骤2、然后将1～10g、粒径为10～20nm的绝缘体纳米晶颗粒分散在去离子水中，配制成浓度为10～50mg/mL的绝缘体纳米晶颗粒分散液，往其中添加等体积的浓度为10～100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水或氢氧化钠调节溶液的pH至8.5，在2000～3000转/分钟的转速下搅拌反应1～4小时，然后在6000～10000转/分钟的转速下离心0.5～1小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒，绝缘体纳米晶颗粒外包裹有3～20nm厚的聚多巴胺层；
步骤3、然后将1～10g、粒径为10～20nm的P型半导体纳米晶颗粒分散在去离子水中，配制成浓度为10～50mg/mL的P型半导体纳米晶颗粒分散液，往其中添加等体积的浓度为10～100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水或氢氧化钠调节溶液的pH至8.5，在2000～3000转/分钟的转速下搅拌反应1～4小时，然后在6000～10000转/分钟的转速下离心0.5～1小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒，P型半导体纳米晶颗粒外包裹有3～20nm厚的聚多巴胺层；
步骤4、然后将步骤1中制备的聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒、步骤2中制备的聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒以及步骤3中制备的聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分别分散在去离子水中，配制成浓度为10～15mg/mL的聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒分散液、浓度为10～15mg/mL的聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒分散液以及浓度为10～15mg/mL的聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分散液；
步骤5、然后在5000～6000转/分钟的转速下，将步骤4中得到的聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒分散液、聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒分散液以及聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分散液依次旋涂到导电玻璃的导电面上，从而在导电玻璃的导电面上依次对应形成150～250nm厚的电子传输层、30～50nm厚的绝缘隔离层和150～250nm厚的空穴传输层，经500℃高温热处理0.5～1小时后，获得在电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层之间均具有填充孔道的正式电池骨架；或者在5000～6000转/分钟的转速下，将步骤4中得到的聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分散液、聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒分散液以及聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒分散液依次旋涂到导电玻璃的导电面上，从而在导电玻璃的导电面上依次对应形成150～250nm厚的空穴传输层、30～50nm厚的绝缘隔离层和150～250nm厚的电子传输层，经500℃高温热处理0.5～1小时后，获得在空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层之间均具有填充孔道的反式电池骨架；各所述填充孔道的孔径为5～50nm；
步骤6、然后在8000～12000转/分钟的转速下，向步骤5中得到的正式电池骨架或者反式电池骨架的各填充孔道内通过旋涂填充有机-无机杂化钙钛矿光吸收层前驱液或全无机钙钛矿光吸收层前驱液，经氯苯或乙酸乙酯浸泡5～10分钟，在100～150℃下热处理10～30分钟，形成钙钛矿光吸收层贯穿于电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层间的体相异质结；
步骤7、最后在步骤6中形成体相异质结的正式电池骨架的空穴传输层或者反式电池骨架的电子传输层上印刷上碳电极，即得到具有正式结构或者反式结构的所述体相异质结钙钛矿太阳能电池。
步骤6中，所述有机-无机杂化钙钛矿光吸收层前驱液为甲胺铅碘钙钛矿材料前驱液或者甲脒铅碘溴钙钛矿材料前驱液，所述全无机钙钛矿光吸收层前驱液为铯铅碘溴钙钛矿材料前驱液，均为市售产品。
实施例1
一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、先将1g、粒径为10nm的TiO2纳米晶分散在100mL去离子水中，配制成浓度为10mg/mL的TiO2纳米晶分散液，往其中添加100mL、浓度为10mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水调节溶液的pH至8.5，在2000转/分钟的转速下搅拌反应2小时，然后在10000转/分钟的转速下离心0.5小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的TiO2纳米晶颗粒，TiO2纳米晶颗粒外包裹有3～5nm厚的聚多巴胺层；
步骤2、然后将1g、粒径为10nm的SiO2纳米晶分散在100mL去离子水中，配制成浓度为10mg/mL的SiO2纳米晶分散液，往其中添加100mL、浓度为10mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水调节溶液的pH至8.5，在2000转/分钟的转速下搅拌反应2小时，然后在10000转/分钟的转速下离心0.5小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的SiO2纳米晶颗粒，SiO2纳米晶颗粒外包裹有3～5nm厚的聚多巴胺层；
步骤3、然后将1g、粒径为10nm的NiO纳米晶分散在100mL去离子水中，配制成浓度为10mg/mL的NiO纳米晶分散液，往其中添加100mL、浓度为10mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水调节溶液的pH至8.5，在2000转/分钟的转速下搅拌反应2小时，然后在10000转/分钟的转速下离心0.5小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的NiO纳米晶颗粒，NiO纳米晶颗粒外包裹有3～5nm厚的聚多巴胺层；
步骤4、然后将步骤1中制备的聚多巴胺修饰的TiO2纳米晶颗粒、步骤2中制备的聚多巴胺修饰的SiO2纳米晶颗粒以及步骤3中制备的聚多巴胺修饰的NiO纳米晶颗粒分别分散在去离子水中，配制成浓度为10mg/mL的聚多巴胺修饰的TiO2纳米晶颗粒分散液、浓度为10mg/mL的聚多巴胺修饰的SiO2纳米晶颗粒分散液以及浓度为10mg/mL的聚多巴胺修饰的NiO纳米晶颗粒分散液；
步骤5、然后在6000转/分钟的转速下，将步骤4中得到的聚多巴胺修饰的TiO2纳米晶颗粒分散液、聚多巴胺修饰的SiO2纳米晶颗粒分散液以及聚多巴胺修饰的NiO纳米晶分散液依次旋涂到导电玻璃的导电面上，从而在导电玻璃的导电面上依次对应形成165nm厚的电子传输层、30nm厚的绝缘隔离层和165nm厚的空穴传输层，经500℃高温热处理1小时后，获得在电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层之间均具有填充孔道的正式电池骨架，各填充孔道的孔径为5～10nm；
步骤6、然后在8000转/分钟的转速下，向步骤5中得到的正式电池骨架的各填充孔道内通过旋涂填充市售的甲胺铅碘化合物MAPbI3前驱液，经氯苯浸泡5分钟，在100℃下热处理10分钟，形成钙钛矿光吸收层贯穿于电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层的体相异质结；
步骤7、最后在步骤6中形成体相异质结的正式电池骨架的空穴传输层上印刷上碳电极，即得到具有正式结构的体相异质结钙钛矿太阳能电池。
该体相异质结钙钛矿太阳能电池，具有正式结构的电池骨架，正式结构的电池骨架包括导电玻璃以及依次叠设在所述导电玻璃上的电子传输层、绝缘隔离层、空穴传输层和碳电极，电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层之间分别形成有填充孔道，电子传输层由TiO2纳米晶制备而成，绝缘隔离层由SiO2纳米晶制备而成，空穴传输层由NiO纳米晶制备而成，各填充孔道内填充有作为钙钛矿光吸收层材料的甲胺铅碘化合物MAPbI3。
性能测试：
本发明一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，与传统约360nm厚的具有正式结构的平面异质结钙钛矿太阳能电池相比，含铅钙钛矿吸收层材料的用量下降了90％，光电转换效率达到20.0％～21.5％，成品良率大于95％，且该太阳能电池在标准模拟太阳光连续照射1000小时后效率仍能保持90％～95％初始值。
实施例2
一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、先将1g、粒径为15nm的SnO2纳米晶分散在50mL去离子水中，配制成浓度为20mg/mL的SnO2纳米晶分散液，往其中添加50mL、浓度为40mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用1mol/L氢氧化钠溶液调节溶液的pH至8.5，在3000转/分钟的转速下搅拌反应4小时，然后在6000转/分钟的转速下离心0.5小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的SnO2纳米晶颗粒，SnO2纳米晶颗粒外包裹有10～12nm厚的聚多巴胺层；
步骤2、然后将1g、粒径为15nm的Al2O3纳米晶分散在50mL去离子水中，配制成浓度为20mg/mL的Al2O3纳米晶分散液，往其中添加50mL、浓度为40mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用1mol/L氢氧化钠溶液调节溶液的pH至8.5，在3000转/分钟的转速下搅拌反应4小时，然后在6000转/分钟的转速下离心0.5小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的Al2O3纳米晶颗粒，Al2O3纳米晶颗粒外包裹有10～12nm厚的聚多巴胺层；
步骤3、然后将1g、粒径为15nm的CuCaO2纳米晶分散在50mL去离子水中，配制成浓度为20mg/mL的CuCaO2纳米晶分散液，往其中添加50mL、浓度为40mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用1mol/L氢氧化钠溶液调节溶液的pH至8.5，在3000转/分钟的转速下搅拌反应4小时，然后在6000转/分钟的转速下离心0.5小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的CuCaO2纳米晶颗粒，CuCaO2纳米晶颗粒外包裹有10～12nm厚的聚多巴胺层；
步骤4、然后将步骤1中制备的聚多巴胺修饰的SnO2纳米晶颗粒、步骤2中制备的聚多巴胺修饰的Al2O3纳米晶颗粒以及步骤3中制备的聚多巴胺修饰的CuCaO2纳米晶颗粒分别分散在去离子水中，配制成浓度为10mg/mL的聚多巴胺修饰的SnO2纳米晶颗粒分散液、浓度为10mg/mL的聚多巴胺修饰的Al2O3纳米晶颗粒分散液以及浓度为10mg/mL的聚多巴胺修饰的CuCaO2纳米晶颗粒分散液；
步骤5、然后在5000转/分钟的转速下，将步骤4中得到的聚多巴胺修饰的CuCaO2纳米晶颗粒分散液、聚多巴胺修饰的Al2O3纳米晶颗粒分散液以及聚多巴胺修饰的SnO2纳米晶颗粒分散液依次旋涂到导电玻璃的导电面上，从而在导电玻璃的导电面上依次对应形成180nm厚的空穴传输层、50nm厚的绝缘隔离层和180nm厚的电子传输层，经500℃高温热处理1小时后，获得在空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层之间均具有填充孔道的反式电池骨架，各填充孔道的孔径为20～30nm；
步骤6、然后在12000转/分钟的转速下，向步骤5中得到的反式电池骨架的各填充孔道内通过旋涂填充市售的甲脒铅碘溴化合物FAPbI2.5Br0.5前驱液，经乙酸乙酯浸泡10分钟，在150℃下热处理10分钟，形成钙钛矿光吸收层贯穿于空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层间的体相异质结；
步骤7、最后在步骤6中形成体相异质结的反式电池骨架的电子传输层上印刷上碳电极，即得到具有反式结构的体相异质结钙钛矿太阳能电池。
该体相异质结钙钛矿太阳能电池，具有反式结构的电池骨架，反式结构的电池骨架包括导电玻璃以及依次叠设在导电玻璃上的空穴传输层、绝缘隔离层、电子传输层和碳电极，空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层之间分别形成有填充孔道，电子传输层由SnO2纳米晶制备而成，绝缘隔离层由Al2O3纳米晶制备而成，空穴传输层由CuCaO2纳米晶制备而成，各填充孔道内填充有作为钙钛矿光吸收层材料的甲脒铅碘溴化合物FAPbI2.5Br0.5。
性能测试：
本发明一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，与传统约410nm厚的具有反式结构的平面异质结钙钛矿太阳能电池相比，含铅钙钛矿吸收层材料的用量下降了85％，光电转换效率达到21.5％～22.0％，成品良率大于92％，且该太阳能电池在标准模拟太阳光连续照射1000小时后效率仍能保持92％～95％初始值。
实施例3
一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、先将1g、粒径为10nm的ZnO纳米晶分散在20mL去离子水中，配制成浓度为50mg/mL的ZnO纳米晶分散液，往其中添加20mL、浓度为100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水调节溶液的pH至8.5，在3000转/分钟的转速下搅拌反应3小时，然后在6000转/分钟的转速下离心1小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的ZnO纳米晶颗粒，ZnO纳米晶颗粒外包裹有18～20nm厚的聚多巴胺层；
步骤2、然后将1g、粒径为10nm的ZrO2纳米晶分散在20mL去离子水中，配制成浓度为50mg/mL的ZrO2纳米晶分散液，往其中添加20mL、浓度为100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水调节溶液的pH至8.5，在3000转/分钟的转速下搅拌反应3小时，然后在6000转/分钟的转速下离心1小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的ZrO2纳米晶颗粒，ZrO2纳米晶颗粒外包裹有18～20nm厚的聚多巴胺层；
步骤3、然后将1g、粒径为10nm的CuCaO2纳米晶分散在20mL去离子水中，配制成浓度为50mg/mL的CuCaO2纳米晶分散液，往其中添加20mL、浓度为100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水调节溶液的pH至8.5，在3000转/分钟的转速下搅拌反应3小时，然后在6000转/分钟的转速下离心1小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的CuCaO2纳米晶颗粒，CuCaO2纳米晶颗粒外包裹有18～20nm厚的聚多巴胺层；
步骤4、然后将步骤1中制备的聚多巴胺修饰的ZnO纳米晶颗粒、步骤2中制备的聚多巴胺修饰的ZrO2纳米晶颗粒以及步骤3中制备的聚多巴胺修饰的CuCaO2纳米晶颗粒分别分散在去离子水中，配制成浓度为10mg/mL的聚多巴胺修饰的ZnO纳米晶颗粒分散液、浓度为10mg/mL的聚多巴胺修饰的ZrO2纳米晶颗粒分散液以及浓度为10mg/mL的聚多巴胺修饰的CuCaO2纳米晶颗粒分散液；
步骤5、然后在6000转/分钟的转速下，将步骤4中得到的聚多巴胺修饰的ZnO纳米晶颗粒分散液、聚多巴胺修饰的ZrO2纳米晶颗粒分散液以及聚多巴胺修饰的CuCaO2纳米晶颗粒分散液依次旋涂到导电玻璃的导电面上，从而在导电玻璃的导电面上依次对应形成210nm厚的电子传输层、40nm厚的绝缘隔离层和210nm厚的空穴传输层，经500℃高温热处理1小时后，获得在电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层之间均具有填充孔道的正式电池骨架，各填充孔道的孔径为30～50nm；
步骤6、然后在8000转/分钟的转速下，向步骤5中得到的正式电池骨架的各填充孔道内通过旋涂填充市售的铯铅碘溴化合物CsPbI2Br前驱液，经乙酸乙酯浸泡5分钟，在150℃下热处理30分钟，形成钙钛矿光吸收层贯穿于电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层间的体相异质结；
步骤7、最后在步骤6中形成体相异质结的正式电池骨架的空穴传输层印刷上碳电极，即得到具有正式结构的体相异质结钙钛矿太阳能电池。
该体相异质结钙钛矿太阳能电池，具有正式结构的电池骨架，正式结构的电池骨架包括导电玻璃以及依次叠设在所述导电玻璃上的电子传输层、绝缘隔离层、空穴传输层和碳电极，电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层之间分别形成有填充孔道，电子传输层由ZnO纳米晶制备而成，绝缘隔离层由ZrO2纳米晶制备而成，空穴传输层由CuCaO2纳米晶制备而成，各填充孔道内填充有作为钙钛矿光吸收层材料的铯铅碘溴化合物CsPbI2Br。
性能测试：
本发明一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，与传统约460nm厚的具有正式结构的平面异质结钙钛矿太阳能电池相比，含铅钙钛矿吸收层材料的用量下降了75％，光电转换效率达到15.5％～16.5％，成品良率大于93％，且该太阳能电池在标准模拟太阳光连续照射1000小时后效率仍能保持95％～98％初始值。
实施例4
一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、然后将10g、粒径为20nm的SnO2纳米晶分散在1000mL去离子水中，配制成浓度为10mg/mL的SnO2纳米晶分散液，往其中添加1000mL、浓度为10mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水调节溶液的pH至8.5，在2000转/分钟的转速下搅拌反应2小时，然后在10000转/分钟的转速下离心0.5小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的SnO2纳米晶颗粒，SnO2纳米晶颗粒外包裹有3～5nm厚的聚多巴胺层；
步骤2、然后将10g、粒径为10nm的SiO2纳米晶分散在1000mL去离子水中，配制成浓度为10mg/mL的SiO2纳米晶分散液，往其中添加1000mL、浓度为10mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水调节溶液的pH至8.5，在2000转/分钟的转速下搅拌反应2小时，然后在10000转/分钟的转速下离心0.5小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的SiO2纳米晶颗粒，SiO2纳米晶颗粒外包裹有3～5nm厚的聚多巴胺层；
步骤3、然后将10g、粒径为20nm的NiO纳米晶分散在1000mL去离子水中，配制成浓度为10mg/mL的NiO纳米晶分散液，往其中添加1000mL、浓度为10mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水调节溶液的pH至8.5，在2000转/分钟的转速下搅拌反应2小时，然后在10000转/分钟的转速下离心0.5小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的NiO纳米晶颗粒，NiO纳米晶颗粒外包裹有3～5nm厚的聚多巴胺层；
步骤4、然后将步骤1中制备的聚多巴胺修饰的SnO2纳米晶颗粒、步骤2中制备的聚多巴胺修饰的SiO2纳米晶颗粒以及步骤3中制备的聚多巴胺修饰的NiO纳米晶颗粒分别分散在去离子水中，配制成浓度为10mg/mL的聚多巴胺修饰的SnO2纳米晶颗粒分散液、浓度为10mg/mL的聚多巴胺修饰的SiO2纳米晶颗粒分散液以及浓度为10mg/mL的聚多巴胺修饰的NiO纳米晶颗粒分散液；
步骤5、然后在6000转/分钟的转速下，将步骤4中得到的聚多巴胺修饰的NiO纳米晶颗粒分散液、聚多巴胺修饰的SiO2纳米晶颗粒分散液以及聚多巴胺修饰的SnO2纳米晶分散液依次旋涂到导电玻璃的导电面上，从而在导电玻璃的导电面上依次对应形成165nm厚的空穴传输层、30nm厚的绝缘隔离层和165nm厚的电子传输层，经500℃高温热处理1小时后，获得在空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层之间均具有填充孔道的反式电池骨架，各填充孔道的孔径为5～10nm；
步骤6、然后在8000转/分钟的转速下，向步骤5中得到的反式电池骨架的各填充孔道内通过旋涂填充市售的甲胺铅碘化合物MAPbI3前驱液，经氯苯浸泡5分钟，在100℃下热处理10分钟，形成钙钛矿光吸收层贯穿于空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层的体相异质结；
步骤7、最后在步骤6中形成体相异质结的反式电池骨架的电子传输层上印刷上碳电极，即得到具有反式结构的体相异质结钙钛矿太阳能电池。
该体相异质结钙钛矿太阳能电池，具有反式结构的电池骨架，反式结构的电池骨架包括导电玻璃以及依次叠设在所述导电玻璃上的空穴传输层、绝缘隔离层、电子传输层和碳电极，空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层之间分别形成有填充孔道，空穴传输层由NiO纳米晶制备而成，绝缘隔离层由SiO2纳米晶制备而成，电子传输层由SnO2纳米晶制备而成，各填充孔道内填充有作为钙钛矿光吸收层材料的甲胺铅碘化合物MAPbI3。
性能测试：
本发明一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，与传统约360nm厚的具有反式结构的平面异质结钙钛矿太阳能电池相比，含铅钙钛矿吸收层材料的用量下降了90％，光电转换效率达到19.0％～21.0％，成品良率大于95％，且该太阳能电池在标准模拟太阳光连续照射1000小时后效率仍能保持92％～97％初始值。
上述实施例并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰(如变换步骤1～步骤3的顺序)，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (5)

1.一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，具有正式结构的电池骨架或者反式结构的电池骨架，其特征在于：所述正式结构的电池骨架包括导电玻璃以及依次叠设在所述导电玻璃上的电子传输层、绝缘隔离层、空穴传输层和碳电极，所述电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层之间分别形成有填充孔道；所述反式结构的电池骨架包括导电玻璃以及依次叠设在所述导电玻璃上的空穴传输层、绝缘隔离层、电子传输层和碳电极，所述空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层之间分别形成有填充孔道；所述电子传输层由N型半导体纳米晶材料制备而成，所述绝缘隔离层由绝缘体纳米晶材料制备而成，所述空穴传输层由P型半导体纳米晶材料制备而成，各所述填充孔道内填充有由有机-无机杂化全无机钙钛矿光吸收材料或全无机钙钛矿光吸收材料组成的钙钛矿光吸收层。
2.根据权利要求1所述的一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述N型半导体纳米晶材料为TiO2纳米晶、SnO2纳米晶或者ZnO纳米晶，所述绝缘体纳米晶材料为SiO2纳米晶、Al2O3纳米晶或者ZrO2纳米晶，所述P型半导体纳米晶材料为NiO纳米晶或者CuCaO2纳米晶。
3.根据权利要求1所述的一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述有机-无机杂钙钛矿光吸收材料为甲胺铅碘钙钛矿材料或者甲脒铅碘溴钙钛矿材料，所述全无机钙钛矿光吸收材料为铯铅碘溴钙钛矿材料。
4.制备如权利要求1所述的一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、先将1～10g、粒径为10～20nm的N型半导体纳米晶颗粒分散在去离子水中，配制成浓度为10～50mg/mL的N型半导体纳米晶颗粒分散液，往其中添加等体积的浓度为10～100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水或氢氧化钠调节溶液的pH至8.5，在2000～3000转/分钟的转速下搅拌反应1～4小时，然后在6000～10000转/分钟的转速下离心0.5～1小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒，N型半导体纳米晶颗粒外包裹有3～20nm厚的聚多巴胺层；
步骤2、然后将1～10g、粒径为10～20nm的绝缘体纳米晶颗粒分散在去离子水中，配制成浓度为10～50mg/mL的绝缘体纳米晶颗粒分散液，往其中添加等体积的浓度为10～100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水或氢氧化钠调节溶液的pH至8.5，在2000～3000转/分钟的转速下搅拌反应1～4小时，然后在6000～10000转/分钟的转速下离心0.5～1小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒，绝缘体纳米晶颗粒外包裹有3～20nm厚的聚多巴胺层；
步骤3、然后将1～10g、粒径为10～20nm的P型半导体纳米晶颗粒分散在去离子水中，配制成浓度为10～50mg/mL的P型半导体纳米晶颗粒分散液，往其中添加等体积的浓度为10～100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液，用氨水或氢氧化钠调节溶液的pH至8.5，在2000～3000转/分钟的转速下搅拌反应1～4小时，然后在6000～10000转/分钟的转速下离心0.5～1小时，收集离心得到的沉淀，获得聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒，P型半导体纳米晶颗粒外包裹有3～20nm厚的聚多巴胺层；
步骤4、然后将步骤1中制备的聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒、步骤2中制备的聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒以及步骤3中制备的聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分别分散在去离子水中，配制成浓度为10～15mg/mL的聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒分散液、浓度为10～15mg/mL的聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒分散液以及浓度为10～15mg/mL的聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分散液；
步骤5、然后在5000～6000转/分钟的转速下，将步骤4中得到的聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒分散液、聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒分散液以及聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分散液依次旋涂到导电玻璃的导电面上，从而在导电玻璃的导电面上依次对应形成150～250nm厚的电子传输层、30～50nm厚的绝缘隔离层和150～250nm厚的空穴传输层，经500℃高温热处理0.5～1小时后，获得在电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层之间均具有填充孔道的正式电池骨架；或者在5000～6000转/分钟的转速下，将步骤4中得到的聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分散液、聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒分散液以及聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒分散液依次旋涂到导电玻璃的导电面上，从而在导电玻璃的导电面上依次对应形成150～250nm厚的空穴传输层、30～50nm厚的绝缘隔离层和150～250nm厚的电子传输层，经500℃高温热处理0.5～1小时后，获得在空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层之间均具有填充孔道的反式电池骨架；各所述填充孔道的孔径为5～50nm；
步骤6、然后在8000～12000转/分钟的转速下，向步骤5中得到的正式电池骨架或者反式电池骨架的各填充孔道内通过旋涂填充有机-无机杂化钙钛矿光吸收层前驱液或全无机钙钛矿光吸收层前驱液，经氯苯或乙酸乙酯浸泡5～10分钟，在100～150℃下热处理10～30分钟，形成钙钛矿光吸收层贯穿于电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层间的体相异质结；
步骤7、最后在步骤6中形成体相异质结的正式电池骨架的空穴传输层或者反式电池骨架的电子传输层上印刷上碳电极，即得到具有正式结构或者反式结构的所述体相异质结钙钛矿太阳能电池。
5.根据权利要求4所述的一种体相异质结钙钛矿太阳能电池，其特征在于：步骤6中，所述有机-无机杂化钙钛矿光吸收层前驱液为甲胺铅碘钙钛矿材料前驱液或者甲脒铅碘溴钙钛矿材料前驱液，所述全无机钙钛矿光吸收层前驱液为铯铅碘溴钙钛矿材料前驱液。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150007891A1 (en) * 2013-07-03 2015-01-08 Institute Of Nuclear Energy Research Atomic Energy Council, Executive Yuan Polymer solar cell with nanoparticles
CN105304818A (zh) * 2015-11-24 2016-02-03 杨秋香 一种高转化效率的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN109473554A (zh) * 2018-11-16 2019-03-15 常州大学 一种全无机钙钛矿太阳电池及其制备方法
CN111211232A (zh) * 2020-03-15 2020-05-29 西北工业大学 一种多巴胺螯合二氧化钛的钙钛矿太阳能电池的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150007891A1 (en) * 2013-07-03 2015-01-08 Institute Of Nuclear Energy Research Atomic Energy Council, Executive Yuan Polymer solar cell with nanoparticles
CN105304818A (zh) * 2015-11-24 2016-02-03 杨秋香 一种高转化效率的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN109473554A (zh) * 2018-11-16 2019-03-15 常州大学 一种全无机钙钛矿太阳电池及其制备方法
CN111211232A (zh) * 2020-03-15 2020-05-29 西北工业大学 一种多巴胺螯合二氧化钛的钙钛矿太阳能电池的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周健伟;覃东欢;罗潺;曹镛;: "无机纳米晶-共轭聚合物异质结光电池研究进展", 化学通报 *
杨健茂;彭彦玲;田启威;陈志钢;: "有机无机杂化太阳能电池研究进展", 现代化工 *
邓建平;方俊飞;傅明星;杨智;: "有机-金属钙钛矿太阳能电池微结构及载流子传输机制", 现代电子技术 *

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