[发明专利]一种铁电增强型的太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种铁电增强型的太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池包括导电基底(1)和依次沉积于该导电基底(1)上的空穴阻挡层(2)、介孔纳米晶层(3)、介孔间隔层(4)及介孔背电极层(5)，其中所述介孔纳米晶层(3)、所述介孔间隔层(4)和所述介孔背电极层(5)中的至少一层其介孔中还填充有光活性材料；

并且，所述空穴阻挡层(2)、所述介孔纳米晶层(3)和所述介孔间隔层(4)中的至少一层包括铁电材料或铁电纳米复合材料；

该太阳能电池是通过包括如下步骤的方法制备得到的：

(1)在导电基底上制备一层空穴阻挡层；

(2)在所述空穴阻挡层上依次层叠介孔纳米晶层、介孔间隔层和介孔背电极层，烧结后得到太阳能电池框架结构；

(3)在80℃～150℃的温度下，对所述太阳能电池框架结构施加外加电场进行极化；所述外加电场的电场强度大小满足E≤10kV/mm，方向为垂直于所述导电基底平面、并从所述介孔纳米晶层指向所述介孔背电极层；

(4)将光活性材料前驱液涂在所述步骤(3)得到的极化后的太阳能电池框架结构上，使所述光活性材料前驱液从上至下填充于所述介孔背电极、所述介孔间隔层及所述介孔纳米晶层的介孔中，烘干除去所述前驱液中的溶剂后即得到铁电增强型太阳能电池器件。

2.如权利要求1所述铁电增强型的太阳能电池，其特征在于，当所述空穴阻挡层(2)包括所述铁电材料或所述铁电纳米复合材料时，该空穴阻挡层(2)的厚度不超过100nm；当所述介孔纳米晶层(3)包括所述铁电材料或所述铁电纳米复合材料时，该介孔纳米晶层(3)的厚度为100nm-5000nm；当所述介孔间隔层(4)包括所述铁电材料或所述铁电纳米复合材料时，该介孔间隔层(4)的厚度为100nm-5000nm。

3.如权利要求1所述铁电增强型的太阳能电池，其特征在于，所述铁电材料为具有铁电效应的介电材料；所述空穴阻挡层(2)和所述介孔纳米晶层(3)中的所述铁电材料为BaSnO₃，所述介孔间隔层(4)中的所述铁电材料为CaTiO₃，BaTiO₃、PbZrO₃、PbTiO₃、PbZrO₃、ZnTiO₃、BaZrO₃、Pb(Zr_1-xTi_x)O₃、(La_yPb_1-y)(Zr_1-xTi_x)O₃、(1-x)[Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃]﹒x[PbTiO₃]、BiFeO₃、Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃、Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃、(Na_1/2Bi_1/2)TiO₃、(K_1/2Bi_1/2)TiO₃、LiNbO₃、KNbO₃、KTaO₃、Pb(Sr_xTa_1-x)O₃、Ba_xSr_1-xTiO₃中的一种或多种；其中，所述Pb(Zr_1-xTi_x)O₃和所述(1-x)[Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃]﹒x[PbTiO₃]中的x满足0≤x≤1；所述(La_yPb_1-y)(Zr_1-xTi_x)O₃中的x满足0≤x≤1，y满足0≤y≤1；所述Pb(Sr_xTa_1-x)O₃中的x满足0≤x≤1；所述Ba_xSr_1-xTiO₃中的x满足0≤x≤1；

所述介孔纳米晶层(3)或所述介孔间隔层(4)中的铁电材料其粒径为5～200nm。