[发明专利]一种基于磁控溅射氧化锌/二氧化锡双电子传输层的钙钛矿太阳能电池制备方法有效
申请号: | 202011343726.7 | 申请日: | 2020-11-26 |
公开(公告)号: | CN112490363B | 公开(公告)日: | 2022-12-20 |
发明(设计)人: | 牛海红;方存龙;夏飞;周儒;万磊;谢雨欣;邵军 | 申请(专利权)人: | 合肥工业大学 |
主分类号: | H01L51/42 | 分类号: | H01L51/42;H01L51/48;C23C14/08;C23C14/35;C23C14/58 |
代理公司: | 安徽省合肥新安专利代理有限责任公司 34101 | 代理人: | 乔恒婷 |
地址: | 230009 安*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 磁控溅射 氧化锌 氧化 电子 传输 钙钛矿 太阳能电池 制备 方法 | ||
1.一种基于磁控溅射氧化锌/二氧化锡双电子传输层的钙钛矿太阳能电池,其特征在于:
所述钙钛矿太阳能电池是以磁控溅射氧化锌作为电子传输层,并旋涂二氧化锡构成双电子传输层的钙钛矿太阳能电池,从而提高了电子传输层的迁移率,改善薄膜致密性,提高载流子传输,提高器件的光电转化效率和稳定性;
所述钙钛矿太阳能电池是通过包括如下步骤的方法制备获得:
步骤1:将氧化锌靶材固定在腔体内,将FTO导电玻璃固定在靶材上方,关闭腔体,利用双极脉冲电源进行溅射氧化锌,调节氧气6.0-8.0sccm,氩气45-55sccm,气压为1-3Pa,溅射完成后取出;靶材和FTO导电玻璃的溅射间距控制在4-6cm;溅射时间为1-2分钟;
步骤2:将步骤1获得的薄膜用二氧化锡溶液3000rmp/30s进行旋涂,然后空气中退火,在氧化锌上得到一层二氧化锡薄膜;所述二氧化锡溶液为二氧化锡水溶胶与水以体积比为1:5-1:9的比例进行稀释,搅拌40分钟,过滤,得到所需的二氧化锡溶液;所述退火是于150-160℃退火30分钟;
步骤3:在步骤2获得的二氧化锡-氧化锌双电子传输层上旋涂钙钛矿吸光层和空穴传输层,最后蒸镀银电极,从而获得基于二氧化锡和磁控溅射氧化锌双电子传输层的钙钛矿太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于:
步骤3中,所述钙钛矿吸光层是通过包括如下步骤的方法制备:取0.461g碘化铅和0.159g甲基碘化胺药品放入棕色小瓶中,分别用移液枪往瓶中滴加635μL的二甲基甲酰胺和72μL的二甲基亚砜,加入转子后磁力搅拌1小时,之后过滤,得到钙钛矿溶液;以4000rmp/25s的速度在匀胶机上旋涂钙钛矿溶液,并在第5s时滴加乙酸乙酯反溶剂,最后以70℃退火20min得到钙钛矿吸收层。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于:
步骤3中,所述空穴传输层是通过包括如下步骤的方法制备:取72.3mg的Spiro-OMeTAD药品溶于1mL的氯苯溶液中,再依次滴加29μL的4-叔丁基吡啶和18μL的Li-TFSI,然后加入转子磁力搅拌40min,过滤,得到Spiro-OMeTAD溶液;以3000rmp/30s的速度在匀胶机上旋涂Spiro-OMeTAD溶液,得到空穴传输层。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L51-00 使用有机材料作有源部分或使用有机材料与其他材料的组合作有源部分的固态器件;专门适用于制造或处理这些器件或其部件的工艺方法或设备
H01L51-05 .专门适用于整流、放大、振荡或切换且并具有至少一个电位跃变势垒或表面势垒的;具有至少一个电位跃变势垒或表面势垒的电容器或电阻器
H01L51-42 .专门适用于感应红外线辐射、光、较短波长的电磁辐射或微粒辐射;专门适用于将这些辐射能转换为电能,或者适用于通过这样的辐射进行电能的控制
H01L51-50 .专门适用于光发射的,如有机发光二极管
H01L51-52 ..器件的零部件
H01L51-54 .. 材料选择