[实用新型]一种介观钙钛矿太阳能电池

说明书

本实用新型公开了一种介观钙钛矿太阳能电池，属于太阳能电池领域，包括从下往上依次设置的透明导电层、介孔电子传输层、介孔绝缘层和介孔电极，介孔电极用于增大吸收光谱，介孔电子传输层、介孔绝缘层和介孔电极的介孔结构内填充有钙钛矿材料，钙钛矿材料可以为彩色钙钛矿材料，也可以为黑色钙钛矿材料。在太阳能电池中引入介孔结构，介孔结构的电极透明度高、导电性强，对太阳光利用率高，提高太阳能电池的光电转换效率和稳定性。可以通过改变钙钛矿材料的组分调节钙钛矿带隙，从而调节钙钛矿的颜色，得到彩色透明的介观钙钛矿太阳能电池，进一步形成具有发电功能的彩色玻璃。

技术领域

本实用新型属于太阳能电池领域，更具体地，涉及一种介观钙钛矿太阳能电池。

背景技术

随着全世界能源的日益枯竭，对可再生可持续性能源的需求不断增加，多功能应用型太阳能电池被开发，例如透明太阳能电池被广泛用于建筑集成光伏、可佩戴电子设备、节能彩色显示技术、发电车窗等。

钙钛矿电池因其禁带宽度较宽、光吸收系数高、光电转化效率高、制备成本低等优点而引起大众的重视。平板钙钛矿太阳能电池为常见的钙钛矿太阳能电池，其光电转换效率较高。然而，平板钙钛矿太阳能电池存在稳定性差、制备成本高且无法大面积制备等问题，严重影响了其推广应用。为了使钙钛矿太阳能电池实用化，必须降低电池的制备成本，并提高其光电转换效率和稳定性，这也成为本领域技术人员所关心的问题。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本实用新型提供了一种介观钙钛矿太阳能电池，其目的在于提高太阳能电池的光电转换效率和稳定性。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种介观钙钛矿太阳能电池，包括从下往上依次层状设置的透明导电层、介孔电子传输层、介孔绝缘层和介孔电极，所述介孔电子传输层、介孔绝缘层和介孔电极中填充有钙钛矿材料。

更进一步地，所述钙钛矿材料为彩色钙钛矿材料，所述介观钙钛矿太阳能电池为透明介观钙钛矿太阳能电池。

更进一步地，所述钙钛矿材料为黑色钙钛矿材料，所述介观钙钛矿太阳能电池为不透明介观钙钛矿太阳能电池。

更进一步地，还包括玻璃基底，所述玻璃基底设置在所述透明导电层下。

更进一步地，所述介孔电极为氧化铟锡、导电单质、In₂O₃、SnO₂、ZnO、氧化镉、氮化钛、掺杂氧化物或混合氧化物。

更进一步地，所述掺杂氧化物为掺杂有锡(Sn)的氧化铟(In₂O₃)、掺杂有铟(In)的氧化锌(ZnO)、掺杂有镓(Ga)的氧化锌(ZnO)、掺杂有铝(Al)的氧化锌(ZnO)、掺杂有氟(F)的氧化锡(SnO₂)或掺杂有钽 (Ta)的二氧化钛(TiO₂)。

更进一步地，所述混合氧化物为氧化铟(In₂O₃)与氧化锌(ZnO)的混合物、氧化镉铟(CdIn₂O₄)、氧化镉锡(Cd₂SnO₄)或氧化锌锡(Zn₂SnO₄)。

更进一步地，所述导电单质为Au、Ag、Cu、石墨烯或碳纳米管。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

(1)在太阳能电池中引入介孔结构，相比较现有平板结构对植被环境的苛刻要求，介孔结构对制备环境要求不高，制备工艺简单，可重复性良好且易于大面积制备，此外，介孔结构的电极透明度高、导电性强，对太阳光利用率高，提高太阳能电池的光电转换效率和稳定性；