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专利号: 2019106845625
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高性能梯度电子传输层的钙钛矿太阳电池,其特征在于,包括玻璃衬底(1)以及依次层叠设置在玻璃衬底(1)上的透明导电电极(2)、金属氧化物电子传输层(3)、钙钛矿光吸收层(4)、空穴传输层(5)和金属电极(6),所述的金属氧化物电子传输层(3)是利用射频磁控溅射和直流磁控溅射共溅射方法沉积而成的同质结叠层结构;

金属氧化物电子传输层(3)由第一电子传输层(3‑1)、第二电子传输层(3‑2)和第三电子传输层(3‑3)三层同质结叠加而成,且第一电子传输层(3‑1)和第二电子传输层(3‑2)之间形成第一接触区(11),第二电子传输层(3‑2)和第三电子传输层(3‑3)之间形成第二接触区(12);

透明导电电极(2)和金属氧化物电子传输层(3)之间形成第三接触区(21),金属氧化物电子传输层(3)和钙钛矿光吸收层(4)之间形成第四接触区(22),钙钛矿光吸收层(4)和空穴传输层(5)之间形成第五接触区(23),空穴传输层(5)和金属电极(6)之间形成第六接触区(24)。

2.根据权利要求1所述的一种高性能梯度电子传输层的钙钛矿太阳电池,其特征在于,

2

所述的钙钛矿太阳电池的开路电压大于1.03V,短路电流密度大于22.5mA/cm ,填充因子大于0.74,光电转化效率高于17%。

3.一种高性能梯度电子传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:在玻璃衬底(1)上形成透明导电电极(2);

步骤二:制备透明导电电极(2)之后,采用射频磁控溅射和直流磁控溅射双靶沉积金属氧化物电子传输层(3);

步骤二中沉积金属氧化物电子传输层(3)具体为:首先采用射频磁控溅射和直流磁控溅射双靶沉积第一电子传输层(3‑1),然后在不破坏真空度的情况下,通过调节其中直流磁控溅射一侧的工作功率沉积第二电子传输层(3‑2);最后,继续调节其中直流磁控溅射一侧的工作功率沉积第三电子传输层(3‑3);第一电子传输层(3‑1)是二元或三元金属氧化物,第二电子传输层(3‑2)和第三电子传输层(3‑3)是对应的三元或四元金属氧化物;

所述第一电子传输层(3‑1)是二元金属氧化物氧化钛、氧化锌或氧化锡时,相应的第二电子传输层(3‑2)和第三电子传输层(3‑3)是三元金属氧化物掺锌氧化钛、掺镓氧化锌或掺钛氧化锡;

所述第一电子传输层(3‑1)是三元金属氧化物氧化铟锌、氧化镓锌或氧化锡锌时,相应的第二电子传输层(3‑2)和第三电子传输层(3‑3)是四元金属氧化物掺镓氧化铟锌、掺钛氧化镓锌或掺铟氧化锡锌;

步骤三:获得金属氧化物电子传输层(3)之后,在金属氧化物电子传输层(3)上依次形成钙钛矿光吸收层(4)、空穴传输层(5)以及金属电极(6),即得到高性能梯度电子传输层的钙钛矿太阳电池。

4.根据权利要求3所述的一种高性能梯度电子传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法,其特征在于,金属氧化物电子传输层(3)的制备温度为23‑500℃,金属氧化物电子传输层(3)的厚度为20‑100nm。

5.根据权利要求3所述的一种高性能梯度电子传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法,其特征在于,所述的钙钛矿太阳电池设置为正置结构或倒置结构。