[发明专利]一种一体化自供能的钙钛矿发光集成器件

说明书

本发明公开了一种一体化自供能的钙钛矿发光集成器件，包括钙钛矿发电及发光一体化系统、光伏控制系统、发光控制系统和储能系统，钙钛矿发电及发光一体化系统电性连接光伏控制系统，光伏控制系统电性连接储能系统，储能系统电性连接发光控制系统，发光控制系统电性连接钙钛矿发电及发光一体化系统。本发明最大限度发挥钙钛矿材料既能发电又能发光的优势，大大简化了光电器件结构，降低了生产成本，本发明采用的双控制系统能控制储能系统的充放电状态，有效地避免储能系统的过度充放电，大幅提高储能系统的反复使用寿命；本发明构建的光电系统结构立体，集成化程度高，工艺流程简单，十分有利于大规模生产。

技术领域

本发明涉及钙钛矿发光器件，特别是涉及一种一体化自供能的钙钛矿发光集成器件。

背景技术

钙钛矿材料凭借着合适的禁带宽度、较高的消光系数和低廉的原料成本等巨大优势迅速从诸多新型光伏材料中脱颖而出，基于钙钛矿材料的太阳能电池效率从2009年的3.8％指数式攀升至2018年的23.3％，超高的光电转换效率也大幅甩开了与其他新型光伏器件如CZTS、DSSC和OPV等的差距，并逐渐逼近单晶硅26.6％的效率。虽然钙钛矿材料在太阳能技术领域取得了举世瞩目的成功，但实际上在钙钛矿材料应用于光伏器件之前，它早已被应用于电致发光、场效应晶体管和光子探测等诸多领域。因此，越来越多的研究人员不断地拓宽钙钛矿材料的应用领域，尤其是在钙钛矿电致发光方面。钙钛矿发光二极管除了拥有有机发光二极管和量子点发光二极管的自发光无背光、轻薄可柔性化、响应速度快无拖尾、无漏光、色域宽且色彩饱和度高和绿色节能等诸多性能优势外，还兼具既能溶液法又能气相法，既可以是量子点也可以是薄膜的巨大工艺优势。另外，钙钛矿材料原料来源广泛且成本很低。钙钛矿发光二极管可以说兼顾有机发光二极管和量子点发光二极管的特性，目前钙钛矿发光二极管的绿光和红光器件的EQE均已突破20％，现有的钙钛矿发光器件具有结构复杂、生产成本高、安全性差、不稳定的缺点。

发明内容

本发明的目的是克服现有产品中的不足，提供一种一体化自供能的钙钛矿发光集成器件。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种一体化自供能的钙钛矿发光集成器件，包括钙钛矿发电及发光一体化系统、光伏控制系统、发光控制系统和储能系统，钙钛矿发电及发光一体化系统电性连接光伏控制系统，光伏控制系统电性连接储能系统，储能系统电性连接发光控制系统，发光控制系统电性连接钙钛矿发电及发光一体化系统。

钙钛矿发电及发光一体化系统包括发电系统、发光系统，发电系统、发光系统是同一个基于钙钛矿材料的光电器件结构。

钙钛矿材料包括MZQ₃型钙钛矿材料，所述M为Cs⁺、CH₃NH₃⁺、CH(NH₂)₂⁺、C₆H₅CH₂NH₃⁺、CH₃(CH₂)₃NH₃⁺中的至少一种，所述Z为Pb²⁺、Sn²⁺、Bi³⁺、Sb³⁺⁺中的至少一种，所述Q为Br^-、I^-、Cl^-中的至少一种。

光伏控制系统的作用是既能控制储能系统的充电时间，又能调节钙钛矿发电及发光一体化系统的电量输出。

发光控制系统的作用是既能控制储能系统的放电时间，又能调节钙钛矿发电及发光一体化系统的光量输出。

储能系统为化学电池或超级电容器，化学电池为铅蓄电池或液流电池或锂离子电池或燃料电池。