[实用新型]一种介孔钙钛矿电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种介孔钙钛矿电池，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

传统太阳电池在制备工艺、材料来源以及环境污染等方面都受到一定的制约。如果具备非常高的光电转换效率或者低廉的制备成本，就有机会取代传统太阳电池成为下一代新型高效太阳电池。近期，新生代混合有机无机卤素铅钙钛矿(CH3NH3PbX3，X=C1，Br，I)就具备这两种特性，展现出广阔的应用前景。有机无机卤素铅钙钛矿具有出色的光吸收系数、直接带隙、合适的禁带宽度、高的电荷迁移率和较长的电荷扩散长度等优点吸引了众多关注。传统的钙钛矿电池通常在高温环境下沉积制备，吸收材料多为昂贵的有机材料，制作工艺复杂，形成电池面积小，不利用电池的商业利用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种介孔钙钛矿电池，n 采用了型半导体TiO₂多孔支架层，具有较高的电荷收集效率，且制备工艺简单。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种介孔钙钛矿电池，由底部向受光面依次包括：FTO导电玻璃、TiO₂致密层、TiO₂介孔层、钙钛矿层、HTM层、金属电极。

本实用新型的进一步限定技术方案，前述的介孔钙钛矿电池，所述TiO₂介孔层厚度为500 nm。

前述的介孔钙钛矿电池，所述TiO₂介孔层和HTM层均采用丝网印刷工艺制备，所述TiO₂介孔层厚度为350-380nm，所述HTM层的厚度为10-15μm。

HTM层的配制时，选用空穴传输材料Spiro-OMeTAD溶于氯苯中，再加入锂盐、叔丁基吡啶(TBP)、钴盐添加剂，室温下搅拌过夜，使用前过滤。HTM制膜时，通过移液枪取配制好的HTM溶液滴加在沉积了钙钛矿层的玻璃基底上，以3000rpm，30S的匀胶参数旋涂制膜。

进一步的，前述的介孔钙钛矿电池，所述金属电极为厚度50nm的Ag或Au；所述TiO₂介孔层为n 型半导体TiO₂多孔支架层。

本实用新型的有益效果：本实用新型基于n 型半导体TiO₂多孔支架层作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池取得了较高填充因子及光电转化效率，有很大的应用发展潜力；TiO₂致密层性能稳定，在提高器件性能稳 定性上意义重大，该钙钛矿电池的丝网印刷工艺简单、设备要求低，可重性高，比旋涂等方法更适合工业生产，有利于将来钙钛矿太阳能电池的大面积化生产，有较大的工业应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种介孔钙钛矿电池，结构如图1所示，由底部向受光面依次包括：FTO导电玻璃1、TiO₂致密层2、TiO₂介孔层3、钙钛矿层4、HTM层5、金属电极6；TiO₂介孔层厚度为500 nm；TiO₂介孔层和HTM层均采用丝网印刷工艺制备，TiO₂介孔层厚度为375nm，HTM层的厚度为12μm；金属电极为厚度50nm的Au，TiO₂介孔层为n 型半导体TiO₂多孔支架层。

本实施例的金属电极采用的是贵金属Au，采用真空蒸镀法，蒸镀50 nm厚的Au电极，金属蒸发速率控制为0.01-0.2 nm/min。本实施例的钙钛矿层采用连续沉积法制备，TiO₂介孔层采用丝网印刷法制膜，TiO₂浆料与松油醇按照不同的质量比混合，球磨分散3 h。采用丝网印刷技术，将配制好的浆料印刷在涂有TiO₂致密层的FTO玻璃基底上，结束后将膜转移至马弗炉中程序升温至500℃烧结1小时，随炉冷却至室温。