CN205141029U - 一种倒置可溶液旋涂的杂化钙钛矿太阳电池装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于太阳能电池技术领域，本实用新型为了提高电池装置的光电转化效率、增加太阳能电池稳定性，提供了一种倒置可溶液旋涂的杂化钙钛矿太阳电池装置，采用平面结构，由下至上逐层层叠，包括导电透明玻璃电极层、空穴传输层、电子传输层和金属对电极层，所述空穴传输层与电子传输层之间设有钙钛矿液旋涂而成的吸光层。该电池装置的空穴传输层、电子传输层和吸光层都是通过溶液旋涂而成。电池的性能关键是由吸收层的成膜质量决定的，通过对空穴传输层(PEDOT:PSS)界面进行修饰，使用质子型溶剂对其处理、优化来改变钙钛矿吸光层的晶型结构和形貌，改善钙钛矿吸光层成膜质量，达到了提高光电效率、增加太阳能电池稳定性的目的。

Description

一种倒置可溶液旋涂的杂化钙钛矿太阳电池装置
技术领域
本实用新型属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种倒置可溶液旋涂的杂化钙钛矿太阳电池装置。
背景技术
随着石化能源的日益短缺和所带来的环境问题，引起全球人们的重视。太阳能电池具有清洁，可再生，成本低的特点，受到人们的青睐。有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池是衍生于染料敏化太阳能电池的薄膜型固态光伏器件。自从2009年Miyasaka研究组首次成功制备了钙钛矿敏化太阳电池,并取得3.8%的效率。最近三年得到飞速发展，美国国家可再生能源实验室认证的效率已达20.1%，创下了最高纪录。故以钙钛矿为吸光层的太阳电池作为新能源是目前光伏领域最受人们瞩目的。如何更进一步提高光电效率，提高太阳电池的稳定性，是人们目前在该领域探讨的热点问题。
发明内容
本实用新型为了提高电池装置的光电转化效率、增加太阳能电池稳定性，提供了一种倒置可溶液旋涂的杂化钙钛矿太阳电池装置。
本实用新型采用如下技术方案：
一种倒置可溶液旋涂的杂化钙钛矿太阳电池装置，采用平面结构，由下至上逐层层叠，包括导电透明玻璃电极层、空穴传输层、电子传输层和金属对电极层，所述空穴传输层与电子传输层之间设有钙钛矿液旋涂而成的吸光层。
所述的空穴传输层是由PEDOT：PSS水溶液在导电透明玻璃电极层上表面形成的旋涂层。
所述的电子传输层是由PCBM溶液在吸光层上表面形成的旋涂层。
所述的金属对电极层采用Al或Ag材料。
本实用新型通过对空穴传输层(PEDOT:PSS)界面进行修饰，使用质子型溶剂对其处理、优化来改变钙钛矿吸光层的晶型结构和形貌，改善钙钛矿吸光层成膜质量，达到了提高光电效率、增加太阳能电池稳定性的目的。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1-对电极层、2-电子传输层、3-吸光层、4-空穴传输层、5-导电透明玻璃电极层。
具体实施方式
如图所示的倒置可溶液旋涂的杂化钙钛矿太阳电池装置，采用平面结构，由下至上逐层层叠，包括导电透明玻璃电极层5、空穴传输层4、电子传输层2和金属对电极层1，所述空穴传输层4与电子传输层2之间设有钙钛矿液旋涂而成的吸光层3。
在透明导电玻璃的基地上旋涂PEDOT：PSS（聚（3,4-乙撑二氧噻吩）与聚苯乙烯磺酸钠）的水溶液，形成空穴传输层，再旋涂钙钛矿的前驱液，形成关键的吸光层钙钛矿薄膜，之后旋涂电子传输层PCBM([6,6]-phenyl-C61-butyricacidmethylester)的溶液，最后蒸镀金属Ag或者Al作为对电极，组装成钙钛矿电池，通过吸收层吸收光子，产生激子，激子扩散，在界面处发生分离产生载流子（自由的空穴和电子），载流子传输被两电极吸收产生光电流。
该电池装置的空穴传输层、电子传输层和吸光层都是通过溶液旋涂而成，电池性能关键是由吸收层的成膜质量决定的，吸收层的晶型结构和形貌以及覆盖率，都极大的影响电池的转化效率。
该装置通过对空穴传输层(PEDOT:PSS)界面进行修饰，使用质子型溶剂对其处理、优化来改变钙钛矿吸光层的晶型结构和形貌，改善钙钛矿吸光层成膜质量，达到提高光电效率，增加太阳能电池稳定性的目的。

Claims (4)

1.一种倒置可溶液旋涂的杂化钙钛矿太阳电池装置，其特征在于：采用平面结构，由下至上逐层层叠，包括导电透明玻璃电极层（5）、空穴传输层（4）、电子传输层（2）和金属对电极层（1），所述空穴传输层（4）与电子传输层（2）之间设有钙钛矿液旋涂而成的吸光层（3）。
2.根据权利要求1所述的倒置可溶液旋涂的杂化钙钛矿太阳电池装置，其特征在于：所述的空穴传输层（4）是由PEDOT：PSS水溶液在导电透明玻璃电极层（5）上表面形成的旋涂层。
3.根据权利要求1所述的倒置可溶液旋涂的杂化钙钛矿太阳电池装置，其特征在于：所述的电子传输层（2）是由PCBM溶液在吸光层（3）上表面形成的旋涂层。
4.根据权利要求1所述的倒置可溶液旋涂的杂化钙钛矿太阳电池装置，其特征在于：所述的金属对电极层（1）采用Al或Ag材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109119537A (zh) * 2017-06-26 2019-01-01 中国科学院金属研究所 一种无电子传输层的平面钙钛矿太阳能电池的制备方法
CN113506852A (zh) * 2021-05-18 2021-10-15 宣城先进光伏技术有限公司 一种VOx-APPA为空穴传输层的钙钛矿太阳电池及其制备方法

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