[发明专利]一种光伏转化材料及其光伏发电结构

说明书

本发明公开了一种光伏转化材料及其光伏发电结构。该高效光伏转化材料由经过改性处理的钙钛矿材料组成，所述钙钛矿材料的通式是AB_cB’_1‑cX₃，其中A为CH₃NH₃⁺或NH₂CH=NH₂⁺，B为Pb²⁺，B’为Cu²⁺、Zn²⁺或Fe²⁺，X为Cl^‑、Br^‑或I^‑，0c0.5，所述经过改性处理的钙钛矿材料是通过双腈类2,4,8,10‑四氧杂螺[5.5]十一烷进行改性处理。本发明同时采用Cu²⁺、Zn²⁺或Fe²⁺掺杂和3,9‑双(3‑氰乙基)‑2,4,8,10‑四氧杂螺[5.5]十一烷改性处理，能够有效的提高钙钛矿太阳能电池在高温下的热稳定性。

技术领域

本发明涉及一种光伏转化材料及其光伏发电结构，尤其涉及一种钙钛矿光伏转化材料及其太阳能电池。

背景技术

能源是现代生活的必需品。当传统的石化燃料慢慢枯竭，耗尽之时，人类对新型、清洁能源的需求与渴望更加剧烈。太阳能作为一种新型、清洁、丰富的能源形式，对其进行高效、稳定地利用具有重大的战略意义，而高效稳定的光伏转化材料是推动太阳能发展的核心。

钙钛矿是一种有机-无机杂化的光电子材料，具有大的光谱吸收强度和宽的光谱吸收范围，可以高效地吸收太阳能中的大部分能量，作为光吸收层材料被应用到光伏电池中。钙钛矿光伏电池最早于2009年由AkihiroKojima等提出(AkihiroKojima,KenjiroTeshima,YasuoShirai,TsutomuMiyasaka,OrganometalHalidePerovskitesasVisible-LightSensitizersforPhotovoltaicCells,J.AM.CHEM.SOC.2009,131,6050)，当时的效率还不到4%。经过5年的发展，特别是近两年，钙钛矿光伏电池的效率突飞猛进，达到19.3%（H.Zhou,Q.Chen,G.Li,S.Luo,T.-B.Song,H.-S.Duan,Z.Hong,J.You,Y.Liu,Y.Yang,Interfaceengineeringofhighlyefficientperovskitesolarcells,Science2014,345,542.），而且在器件的稳定性方面也得到了很大的提高（A.Mei,X.Li,L.Liu,Z.Ku,T.Liu,Y.Rong,M.Xu,M.Hu,J.Chen,Y.Yang,M.Gr.tzel,H.Han,Ahole-conductor-free,fullyprintablemesoscopicperovskitesolarcellwithhighstability,Science2014,345,295.）,而这些大的突破都归结于钙钛矿这种新型的光吸收层材料。