钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏组件、光伏系统与流程

allin2025-04-18  37


本申请涉及太阳能电池,尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏组件、光伏系统。


背景技术:

1、有机无机金属卤化物钙钛矿太阳能电池具有优异的光电性能以及潜在的低成本制造特点,是一种极具前景的太阳能电池;此外,钙钛矿材料的带隙可调,可以与钙钛矿材料本身或者其他光伏材料叠加形成叠层太阳能电池,从而获得更高的光电转换效率。

2、钙钛矿太阳能电池有正型和反型两种结构,其中正型结构的效率通常较高,但稳定性不如反型器件,一方面来自于其空穴传输层spiro-ometad的不可替代性以及稳定性,另一方面来自于钙钛矿与其常用金属氧化物电子传输层接触反应,而目前正型钙钛矿太阳能电池的电子传输层通常采用金属氧化物。然而金属氧化物会与钙钛矿接触而发生接触反应,从而降低钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性。

3、需要说明的是,上述内容并不必然是现有技术,也不用于限制本申请的专利保护范围。


技术实现思路

1、本申请实施例提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏组件、光伏系统,以解决或缓解上面提出的一项或更多项技术问题。

2、第一方面,本申请实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,包括:

3、提供导电衬底;

4、在所述导电衬底上依次层叠形成第一氧化硅层、电子传输层、第二氧化硅层、钙钛矿吸光层、空穴传输层以及电极。

5、可选地,所述钙钛矿吸光层包括钙钛矿材料,所述钙钛矿材料为abx3结构;所述a为一价阳离子;所述b为二价阳离子,包括铅;所述x为一价阴离子,包括碘。

6、可选地,a包括甲胺、甲脒、乙脒、铯和铷中的一种或多种;b还包括锡、铜和锗中的一种或多种;x还包括f-、br-、cl-、bf4-、pf6-和scn-中的一种或多种。

7、可选地,所述钙钛矿吸光层的厚度为20-2000nm。更为优选地,所述钙钛矿吸光层的厚度为300-600nm。

8、可选地,在所述第一氧化硅层中,硅氧的摩尔比大于等于1且小于等于2。

9、可选地,在所述第二氧化硅层中,硅氧的摩尔比大于等于1且小于等于2。

10、可选地,所述电子传输层的厚度为1-200nm;所述第一氧化硅层的厚度为0.1-1.5nm;所述第二氧化硅层的厚度为0.1-1.5nm。

11、可选地,所述电子传输层的材料为二氧化锡、二氧化钛、basno3、tisno4、snzno3、富勒烯及衍生物、n型单晶硅、n型多晶硅、n型非晶硅中的一种或多种;

12、其中,所述富勒烯衍生物包括c60、c70、pcbm的一种或多种。

13、可选地,当所述电子传输层的材料为二氧化锡时,所述电子传输层的制备方法如下:

14、将电子传输层的材料分散于水中,形成水胶体分散液,再将所述水胶体分散液置于所述第一氧化硅层上,制得电子传输层;

15、其中,所述电子传输层呈微粒状态分布在所述第一氧化硅层上。

16、可选地,所述导电衬底包括ito透明玻璃、fto透明玻璃、ico透明玻璃和izo透明玻璃中的一种或多种。

17、可选地,空穴传输层的制备材料包括[2-(9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸及其衍生物、[2-(9h-咔唑-9-基)丁基]膦酸及其衍生物、sprio-ometad(2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、3-己基噻吩的聚合物、pedot:pss(聚3,4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐)、聚乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐(pedot:pss)、spiro-ttb、f4-tcnq、f6tcnnq、tapc、niox、cuscn、cualo2、v2o5、cds、cdse的一种或多种。

18、可选地,所述空穴传输层的厚度为1-200nm。更为优选地,所述空穴传输层的厚度为15-60nm。

19、第二方面,本申请实施例提供一种钙钛矿太阳能电池,由上述的钙钛矿太阳能电池的制备方法形成。

20、第三方面,本申请实施例提供一种光伏组件,包括至少一个电池串,电池串包括如上述的钙钛矿太阳能电池。

21、第四方面,本申请实施例提供一种光伏系统,包括如上述的光伏组件。

22、本申请实施例采用上述技术方案可以包括如下优势:

23、第二氧化硅层的设置,能够有效的避免了钙钛矿吸光层与电子传输层的接触,进而减少了钙钛矿材料与电子传输层之间的反应;并且第二氧化硅层还钝化了钙钛矿吸光层与电子传输层之间的界面,改善钙钛矿吸光层与电子传输层之间的接触,使其更加稳定,并减少导致电子和空穴的重新组合的表面缺陷的情况,进而提升了载流子传输的效率;第一氧化硅层位于电子传输层和导电衬底之间,且氧化硅本身具有固定正电荷的特性,进一步减少电子在电子传输层和导电衬底界面处的反射或阻挡,促进电子向导电衬底的有效传输,有利于提高器件的性能。



技术特征:

1.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述钙钛矿吸光层包括钙钛矿材料,所述钙钛矿材料为abx3结构;所述a为一价阳离子;所述b为二价阳离子,包括铅;所述x为一价阴离子,包括碘。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,

5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述电子传输层的厚度为1-200nm;所述第一氧化硅层的厚度为0.1-1.5nm;所述第二氧化硅层的厚度为0.1-1.5nm。

6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述电子传输层的材料为二氧化锡、二氧化钛、basno3、tisno4、snzno3、富勒烯及衍生物、n型单晶硅、n型多晶硅、n型非晶硅中的一种或多种;

7.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,当所述电子传输层的材料为二氧化锡时,所述电子传输层的制备方法如下:

8.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,由如权利要求1-7任一项所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法形成。

9.一种光伏组件,其特征在于,包括:

10.一种光伏系统,其特征在于,包括如权利要求9所述的光伏组件。


技术总结
本申请实施例提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏组件、光伏系统。一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,包括以下步骤:提供导电衬底;在导电衬底上依次层叠形成第一氧化硅层、电子传输层、第二氧化硅层、钙钛矿吸光层、空穴传输层以及电极。本申请实施例的技术方案可以通过第二氧化硅层的设置,有效的避免了钙钛矿吸光层与电子传输层的接触,减少了钙钛矿材料与电子传输层之间的反应;第二氧化硅层还钝化了钙钛矿吸光层与电子传输层之间的界面,提升了载流子传输的效率;第一氧化硅层位于电子传输层和导电衬底之间,进一步减少电子在电子传输层和导电衬底界面处的反射或阻挡,促进电子向导电衬底的有效传输,有利于提高器件的性能。

技术研发人员:罗文杰
受保护的技术使用者:天合光能股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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