一种锡钙钛矿无机空穴太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能电池，具体涉及一种锡钙钛矿无机空穴太阳能电池。
【背景技术】
[0002]太阳能直接转化为电能的太阳能电池是当前可再生能源研究中的热点。第一代是单晶硅为代表的单晶型太阳能电池；第二代是以碲化镉(CdTe)和铜铟镓砸化物(CIGS)为代表的薄膜太阳能电池；第三代是基于新材料和纳米技术的新型太阳能电池。第一、第二代太阳能电池的效率已经超过15%，并且都实现了商业化，这些太阳能电池技术的大规模应用受到诸如生产能耗大、原料稀缺，以及环保等困扰。相比之下，第三代太阳能电池具有低成本、能耗少、原料丰富等特点。自从2009年钙钛矿太阳能电池开始兴起了，第三代太阳能电池的研究得到了极为广泛的关注。起初钙钛矿太阳能电池的效率为3.8%，到目前该电池的效率可达到20.2%。在该钙钛矿太阳能电池中，含有Pb元素，铅对人体有很大的危害，另外这种电池的空穴传输材料为2，2，，7，7，-四[N，N- 二(4-甲氧基苯基)氨基]_9，9，-螺二芴(spiro-MeOTAD)，这种有机物制备复杂，成本价高。
【实用新型内容】
[0003]为解决上述目的，本实用新型提供的技术方案为一种锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，其采用碳纤维基底纳米阵列二氧化钛的三维结构具有更大的表面积，能吸附更多的钙钛矿吸收层，并且电子在垂直于导电基底的纳米阵列二氧化结构中传输具有极高的传输速率和最低损耗。
[0004]一种锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，所述电池由固定件、导电连接件和六个分层组成；固定件，其通过通孔贯穿锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，位于相对两边；导电连接件，其为金属材料，表面设有导电连接触点；分层从下到上依次是导电玻璃、光阳极层、电子传输层、钙钛矿结构吸收层、无机空穴传输层、对电极层；
[0005]优选的是，导电玻璃包含透明玻璃和粘贴在所述透明玻璃上的导电薄膜FT0。
[0006]优选的是，导电玻璃厚度为3 mm?5 mm。
[0007]优选的是，光阳极层为致密二氧化钛。
[0008]优选的是，电子传输层为介孔二氧化钛。
[0009]优选的是，钙钛矿结构吸收层厚度为400?600nm。
[0010]优选的是，无机空穴传输层为碘化亚铜，厚度为100?330nm。
[0011]优选的是，对电极层其材料为银。
[0012]优选的是，固定件材料为导电金属，圆心位置为固定件插孔，导电连接触点插入固定件插孔形成串联。
[0013]本实用新型所述的有益效果是，设计了锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，用无机空穴层替代有机空穴层，降低制备成本同时也能提高电池的稳定性。另外用锡钙钛矿，减少了铅的使用，对环境友好，同时提高对可见光和部分红外光的吸收，从而扩宽了光吸收。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型所述的一种锡钙钛矿无机空穴太阳能电池主体示意图。
[0015]图2为本实用新型所述的一种锡钙钛矿无机空穴太阳能电池的顶视图。
[0016]图3为本实用新型所述的一种锡钙钛矿无机空穴太阳能电池导电连接件示意图。
[0017]图4为本实用新型所述的一种锡钙钛矿无机空穴太阳能电池立体示意图。
[0018]图中:导电玻璃1、光阳极层2、电子传输层3、|丐钛矿结构吸收层4、无机空穴传输层5、对阴极层6、固定件7、固定件插孔7.1、通孔8、导电连接件9、连接件触点9.1。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0020]如图1所示，本实用新型提供锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，包括:电固定件7、通孔8、导电连接件9和锡钙钛矿无机空穴太阳能电池分层结构，分层结构方向由下至上，首层为导电玻璃I相接第二层光阳极层2，第二层光阳极层2相接第三层电子传输层3，第三层电子传输层3相接第四层钙钛矿结构吸收层4，第四层钙钛矿结构吸收层4相接第五层空穴传输层5，第五层空穴传输层5相接第六层对电极层6。
[0021 ] 导电玻璃I，导电玻璃包含透明玻璃和粘贴在所述透明玻璃上的导电薄膜。导电薄膜为FTO膜，所述导电玻璃I厚度为3?5mm。
[0022]光阳极层2，其设置在导电玻璃上，材料为具有半导体性能的致密二氧化钛，提高电池光电流。
[0023]电子传输层3，其其设置在光阳极层上，材料为介孔二氧化钛，由于颗粒内部介孔的存在，二氧化钛的比表面积增大，其光催化性能也得到很大的提高，从而激发更多电子。
[0024]钙钛矿结构吸收层4，其设置在电子传输层3与无机空穴传输层5之间，锡钙钛矿层可以最大程度吸收可见光和部分红外光，减少了铅的使用量，具有电子传输与空穴传输两种传输功能，并能有效地将不同波长的太阳光转化为电力，从而显著提高能效，厚度为400 ?600nmo
[0025]无机空穴传输层5，其选用无机空穴导体碘化亚铜(CuI)为材料，该材料有良好的透明度，并具有高空穴迀移率和电导率且稳定性强，厚度为100?300nm。
[0026]对电极层6，其设置在无机空穴传输层5上，材料为银，作用为将电池中的载流子输送至外部电路。
[0027]固定件7，其通过通孔8贯穿锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，顶部与底部露出锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，将其各层固定，所述固定件7，设置在对锡钙钛矿无机空穴太阳能电池两条相对边缘处，每条边缘处至少设有2个固定件7，其形态为空心圆，材料为金属；固定件7空心部位为固定件插孔7.1，其位于固定件圆心位置，用于连接导电连接件9 ;导电连接件9其为金属材料，表面设有连接件触点9.1，导电连接件9包含表面设有2个连接件触点9.1和表面设有4个连接件触点9.1两种；导电连接件9通过连接件触点9.1插入固定件插孔7.1实现两块锡钙钛矿无机空穴太阳能电池串联；
[0028]在另一个实施例中，锡钙钛矿无机空穴太阳能电池结构为:FT0导电玻璃1，光阳极层2为致密二氧化钛，电子传输层3为介孔二氧化钛，锡钙钛矿吸收层4厚度为400nm，无机空穴传输层5碘化亚铜厚度为lOOnm，对电极层6为银。
[0029]在另一个实施例中，钙钛矿太阳能电池结构为:FT0导电玻璃1，光阳极层2为致密二氧化钛，电子传输层3为介孔二氧化钛，锡钙钛矿吸收层4厚度为500nm，无机空穴传输层5碘化亚铜厚度为200nm，对电极层6为银。
[0030]在另一个实施例中，锡钙钛矿无机空穴太阳能电池结构为:FT0导电玻璃1，光阳极层2为致密二氧化钛，电子传输层3为介孔二氧化钛，锡钙钛矿吸收层4厚度为600nm，无机空穴传输层5碘化亚铜厚度为300nm，对电极层6为银。
[0031]在另一个实施例中，多块锡钙钛矿无机空穴太阳能电池通过顶部固定件7上的固定件插孔7.1连接导电连接件9即可形成加大锡钙钛矿无机空穴太阳能电池面积。
[0032]如上所述，本实用新型一种锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，用无机空穴层替代有机空穴层，降低制备成本同时也能提高电池的稳定性。另外用锡钙钛矿，减少了铅的使用，对环境友好，同时提高对可见光和部分红外光的吸收，从而扩宽了光吸收。
[0033]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，其特征在于，所述电池由固定件、导电连接件和六个分层组成； 固定件，其通过通孔贯穿锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，位于相对两边； 导电连接件，其为金属材料，表面设有导电连接触点； 分层从下到上依次是导电玻璃、光阳极层、电子传输层、钙钛矿结构吸收层、无机空穴传输层、对电极层。2.如权利要求1所述的锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，其特征在于，导电玻璃包含透明玻璃和粘贴在所述透明玻璃上的导电薄膜FTO。3.如权利要求2所述的锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，其特征在于，导电玻璃厚度为3mm ?5 mm ο4.如权利要求1所述的锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，其特征在于，光阳极层为致密二氧化钛。5.如权利要求1所述的锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，其特征在于，电子传输层为介孔二氧化钛。6.如权利要求1所述的锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，其特征在于，钙钛矿结构吸收层厚度为400?600nm。7.如权利要求1所述的锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，其特征在于，无机空穴传输层为碘化亚铜，厚度为100?330nm。8.如权利要求1所述的锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，其特征在于，对电极层其材料为银。9.如权利要求1所述的锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，其特征在于，固定件材料为导电金属，圆心位置为固定件插孔，导电连接触点插入固定件插孔形成串联。
【专利摘要】本实用新型公开了一种锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，固定件、导电连接件和六个分层组成；固定件，其通过通孔贯穿锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，位于相对两边；导电连接件，其为金属材料，表面设有导电连接触点；分层从下到上依次是导电玻璃、光阳极层、电子传输层、钙钛矿结构吸收层、无机空穴传输层、对电极层用；本实用新型一种锡钙钛矿无机空穴太阳能电池，其采用无机空穴层替代有机空穴层，降低制备成本同时也能提高电池的稳定性。另外用锡钙钛矿，减少了铅的使用，对环境友好，同时提高对可见光和部分红外光的吸收，从而扩宽了光吸收。
【IPC分类】H01L51/46
【公开号】CN204885220
【申请号】CN201520680074
【发明人】陈曦, 唐立丹, 王冰, 刘亮, 齐锦刚
【申请人】辽宁工业大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月6日