稀土氧化物下轉(zhuǎn)換材料鈣鈦礦太陽電池及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種稀土氧化物下轉(zhuǎn)換材料全固態(tài)有機(jī)?無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池及制備方法，其包括稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料的制備、透明導(dǎo)電基底的預(yù)處理、無機(jī)金屬氧化物致密層的制備、稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料多孔互連薄膜、多孔結(jié)構(gòu)有機(jī)?無機(jī)鈣鈦礦材料結(jié)構(gòu)層的制備、空穴導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)的制備以及電極的制備等步驟。本發(fā)明利用稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料多孔支架結(jié)構(gòu)替代傳統(tǒng)二氧化鈦介孔結(jié)構(gòu)，拓寬了太陽電池光吸收利用范圍，提升了電池的光譜響應(yīng)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，所制備的有機(jī)?無機(jī)鈣鈦礦太陽電池效率高、穩(wěn)定性好、工藝簡(jiǎn)單、重復(fù)性好，可應(yīng)用于規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】
稀土氧化物下轉(zhuǎn)換材料鈣鈦礦太陽電池及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種稀土氧化物下轉(zhuǎn)換材料全固態(tài)有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽電池及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈣鈦礦太陽電池由于其具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本低以及光電轉(zhuǎn)換效率高的特點(diǎn)，被認(rèn)為是最有希望成為硅太陽電池替代品的新型太陽電池之一。鈣鈦礦材料具有很寬的光譜吸收范圍，良好的雙極性傳輸特性，更長(zhǎng)的載流子傳輸距離，能同時(shí)高效完成入射光的吸收、光生載流子的激發(fā)、輸運(yùn)、分離等多個(gè)過程，且鈣鈦礦材料具有極高的消光系數(shù)，光吸收能力比其他有機(jī)染料高10倍以上。全固態(tài)太陽能電池的發(fā)展十分迅速。2006年日本科學(xué)家Miyasaka首次報(bào)道的該類電池的效率僅為2%，到2016年鈣鈦礦電池效率已經(jīng)達(dá)到了20.1%。
[0003]傳統(tǒng)的高效鈣鈦礦太陽電池通常是建立在介孔二氧化鈦支架上的，由于二氧化鈦多孔電極受紫外光照射會(huì)性能變差，導(dǎo)致鈣鈦礦太陽電池光電性能不穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種稀土氧化物下轉(zhuǎn)換材料全固態(tài)有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽電池及制備方法，拓展了鈣鈦礦電池的光譜相應(yīng)范圍，提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明的電池效率高，基底適應(yīng)性好，穩(wěn)定性好，其工藝過程簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，對(duì)設(shè)備要求低，適合產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種稀土氧化物下轉(zhuǎn)換材料全固態(tài)有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽電池，其特點(diǎn)在于該電池依次包括玻璃FTO基板、金屬氧化物致密層、稀土氧化物下轉(zhuǎn)換多孔結(jié)構(gòu)/有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)層、空穴導(dǎo)電層和金屬電極層，具有P-1-n結(jié)構(gòu);所述稀土氧化物下轉(zhuǎn)換多孔結(jié)構(gòu)/有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)層利用稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料多孔結(jié)構(gòu)，使入射太陽光的紫外光轉(zhuǎn)換成可見光，擴(kuò)大對(duì)太陽光的吸收范圍，增強(qiáng)光電轉(zhuǎn)換效率和光穩(wěn)定性。
[0006]—種上述太陽電池的制備方法，包括以下具體步驟:
(1)利用化學(xué)刻蝕方法將透明導(dǎo)電基底上多余的透明導(dǎo)電薄膜刻蝕掉，獲得目標(biāo)圖案；
(2)利用化學(xué)浴沉積法在所述目標(biāo)圖案的區(qū)域內(nèi)制備金屬氧化物致密層;其中，所述金屬氧化物為二氧化鈦、氧化鋅或氧化錫;所述金屬氧化物致密層的厚度為50-100nm;
(3)利用溶膠法及水熱合成法制備稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料，該材料為摻雜銪或釓的氧化鈰、礬酸釓、氧化釓、氧化釔的粉末；
(4)將步驟(3)所制備的下轉(zhuǎn)換氧化物納米材料與乙基纖維素、松油醇一起攪拌配制稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料楽料；
(5)將步驟(2)獲得的金屬氧化物致密層表面利用旋涂法旋涂步驟(4)獲得的稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料楽料，于500 °C馬弗爐中加熱20-40分鐘，形成稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料多孔互連薄膜； (6)利用旋涂法在上述步驟(5)所得的稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料多孔互連薄膜上旋涂有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦材料前驅(qū)體溶液，于120 °C加熱臺(tái)上烘烤30分鐘，獲得鈣鈦礦材料/下轉(zhuǎn)換多孔材料混合結(jié)構(gòu)；
(7)在上述步驟(6)所得的結(jié)構(gòu)表面旋涂含有空穴導(dǎo)電材料的溶液制備空穴導(dǎo)電層；
(8)利用真空蒸鍍方法在上述步驟(7)所得空穴導(dǎo)電層表面制備一層金、銀或銀鋁合金電極，得到所述稀土氧化物下轉(zhuǎn)換材料全固態(tài)有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽電池。
[0007]本發(fā)明制備方法中:
步驟(I)中，所述化學(xué)刻蝕法是利用鋅粉和0.2M的稀鹽酸反應(yīng)進(jìn)行刻蝕。
[0008]步驟(3)中，所述摻雜銪的氧化鈰粉末為:將硝酸鈰、硝酸銪和磷酸鈉混合水熱制取。
[0009]步驟(3)中，所述摻雜銪的的礬酸釓粉末為:將硝酸釓、硝酸銪、礬酸氨和氨水混合水熱制取。
[0010]步驟(3)中，所述摻雜銪的氧化釓粉末為:將硝酸釓、硝酸銪、酒石酸混合采用溶膠法制取。
[0011 ]步驟(3)中，所述摻雜銪和釓的氧化釔粉末為:將硝酸釔、硝酸銪、硝酸釓、酒石酸混合采用溶膠法制取。
[00?2]步驟(4)中，下轉(zhuǎn)換稀土氧化物納米材料楽料的組成成份及比例為:稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料、含乙基纖維素10%質(zhì)量比的乙醇溶液以及松油醇按照質(zhì)量比為0.6:3: 2，將這些材料均勻混合分散。最后加入三倍質(zhì)量的乙醇進(jìn)行稀釋。
[0013]步驟(5)中，所述旋涂轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘。
[0014]步驟(6)中，所述有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦材料前驅(qū)體溶液的組成成份和比例為:CH3NH3I與PbI2或PbCl2按照摩爾比為1:1溶于二甲基亞砜與丁內(nèi)酯(體積比3:7)混合溶液中。
[0015]步驟(6)中，所述旋涂轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/分鐘。
[0016]步驟(7)中，所述含空穴導(dǎo)電材料的溶液(即空穴層旋涂溶液)的具體成份和組成為:將2，2’，7，7’-四[1^-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9’-螺二芴，4-叔丁基吡啶，雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰按摩爾比為0.39:0.46:0.15溶于氯苯與乙腈的混合溶劑(體積比為10:1)中形成40wt%的溶液。
[0017]步驟(7)中，所述空穴層旋涂的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘。
[0018]步驟(8)中，真空蒸鍍的真空度為5X 10—4Pa,金、銀或銀鋁合金的蒸鍍厚度為10nm0
[0019]其中，所采用的“旋涂方法”是指利用高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用，溶液或膠體在基底上均勻形成薄膜的薄膜制備方法。旋涂法廣泛應(yīng)用于薄膜材料的化學(xué)制備領(lǐng)域中。
[0020]本發(fā)明中，有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦材料主要有有機(jī)金屬鹵化物，包括CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbI3 和 CH3NH3PbI2Cl。
[0021]本發(fā)明中，空穴導(dǎo)電材料(即空穴傳導(dǎo)材料)主要包括聚-3己基噻吩(P3HT)、4_( 二乙基氨基)苯甲醛二苯腙(DEH)和2，2’，7，7’-四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9’-螺二芴(spiro-OMeTAD)等，其中，由于在spiro-OMeTAD中具有最長(zhǎng)的載流子壽命，因此為較佳的空穴傳導(dǎo)材料為spiro-OMeTAD。
[0022]本發(fā)明的太陽電池，其結(jié)構(gòu)包括玻璃FTO基板、金屬氧化物致密層、稀土氧化物下轉(zhuǎn)換多孔結(jié)構(gòu)/有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)層、空穴導(dǎo)電層和金屬電極層，其具有傳統(tǒng)無機(jī)硅或銅銦鎵砸薄膜太陽電池的P-1-n結(jié)構(gòu)，相關(guān)制備技術(shù)可控性能好，易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化制備。
[0023]本發(fā)明制備方法工藝簡(jiǎn)單，所涉及的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，克服了基于多孔結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)染料敏化太陽電池中對(duì)有機(jī)光敏染料以及含有氧化還原對(duì)的液態(tài)電解質(zhì)的使用，降低了電池封裝的難度。
[0024]本發(fā)明的太陽能電池還避開傳統(tǒng)二氧化鈦多孔電極的紫外光的不穩(wěn)定性，使入射太陽光的紫外光轉(zhuǎn)換成可見光，提升器件光利用率，擴(kuò)大對(duì)太陽光的吸收范圍，增強(qiáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率和光穩(wěn)定性，可以實(shí)現(xiàn)很高的電池效率。且電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，制備工藝簡(jiǎn)單。因此稀土氧化物下轉(zhuǎn)換材料有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽電池非常有希望成為新一代的太陽電池。利用本發(fā)明方法制備的具有多孔結(jié)構(gòu)的電池光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了 18%。本發(fā)明方法制備的全固態(tài)薄膜太陽電池工藝簡(jiǎn)單、光電轉(zhuǎn)換效率高，并且可以突破解決傳統(tǒng)鈣鈦礦電池吸收光譜窄，光電轉(zhuǎn)換效率低的問題。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明制得太陽電池的伏安特性曲線圖；
圖3為本發(fā)明制得太陽電池的外量子效應(yīng)譜圖；電池在350-750 nm范圍內(nèi)有很好的光譜效應(yīng)特性。
【具體實(shí)施方式】
[0026]結(jié)合以下具體實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容不局限于以下實(shí)施例。在不背離發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護(hù)范圍。實(shí)施本發(fā)明的過程、條件、試劑、實(shí)驗(yàn)方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識(shí)和公知常識(shí)，本發(fā)明沒有特別限制內(nèi)容。
[0027]本發(fā)明的制備方法，包括如下具體步驟:
①玻璃基底的清洗。
[0028]將普通玻璃或石英玻璃基底進(jìn)行清洗，采用丙酮與無水乙醇的混合溶劑(體積比I: 3)和去離子水分別對(duì)襯底基底進(jìn)行超聲清洗，例如清洗15分鐘，用氮?dú)獯蹈梢r底。
[0029]②對(duì)FTO透明導(dǎo)電玻璃基底進(jìn)行化學(xué)刻蝕，得到相應(yīng)結(jié)構(gòu)圖形;清洗得到透明導(dǎo)電基底。
[0030]③利用化學(xué)浴沉積法在所述目標(biāo)圖案的區(qū)域內(nèi)制備金屬氧化物致密層。
[0031]④利用溶膠法及水熱合成法制備稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料，包括摻雜銪或釓的氧化鈰、礬酸釓、氧化釓、氧化釔的粉末。
[0032]⑤將所制備的稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料與乙基纖維素、松油醇一起攪拌配制備稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料漿料。
[0033]⑥利用旋涂法在制備有金屬氧化物致密層的透明導(dǎo)電基底上旋涂稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料漿料并燒結(jié)，得到稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料多孔層。
[0034]⑦在多孔稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料層上旋涂有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦材料前驅(qū)溶液，120°C下烘干30分鐘得到多孔結(jié)構(gòu)/鈣鈦礦材料混合結(jié)構(gòu)。
[0035]⑧在多孔結(jié)構(gòu)/鈣鈦礦材料混合結(jié)構(gòu)上旋涂spiro-OMeTAD空穴傳導(dǎo)材料層。
[0036]⑨利用真空蒸鍍?cè)诳昭▊鲗?dǎo)材料層表面蒸鍍制備金、銀銀鋁合金電極，完成整個(gè)全固態(tài)有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦太陽電池的制備。
[0037]如圖1所示，1-玻璃基底，2-透明導(dǎo)電薄膜，3-金屬氧化物致密層，4-稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料多孔支架結(jié)構(gòu)/有機(jī)-無機(jī)雜化1丐鈦礦混合結(jié)構(gòu)層，5-空穴傳輸層，6-金屬電極。
[0038]實(shí)施例1制備摻雜銪的氧化鈰下轉(zhuǎn)換材料多孔結(jié)構(gòu)有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦太陽電池
(a)對(duì)FTO玻璃基板I進(jìn)行清洗:依次用丙酮、酒精、去離子水分別超聲清洗15分鐘，再用純氮吹干；
(b)利用0.1M的稀鹽酸和鋅粉對(duì)透明導(dǎo)電薄膜2進(jìn)行刻蝕，然后同玻璃基板清洗方法進(jìn)行清洗吹干；
(c)將刻蝕完的導(dǎo)電玻璃浸入配制的0.2M的TiCl4溶液中，密閉放在干燥箱中70°(:下加熱lh，將樣品用去離子水和乙醇洗滌后，100 °C下退火Ih;
(d)摻雜銪的氧化鋪采用硝酸鋪、硝酸銪和磷酸鈉混合成水溶液后加入水熱反應(yīng)爸于180攝氏度下反應(yīng)12小時(shí)后離心，用三倍的水和乙醇洗滌并真空干燥；
(e )配制稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料楽料:組成成份及比例為:稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料、含乙基纖維素10%質(zhì)量比的乙醇溶液以及松油醇按照質(zhì)量比為0.6:3:2，將這些材料均勻混合分散，再加入三倍質(zhì)量的乙醇進(jìn)行稀釋，最后后利用旋涂的方法在2000轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋涂多孔層，經(jīng)過500°C下30分鐘的燒結(jié)獲得了厚度約為200nm的摻雜銪的氧化鈰多孔層；
(DCH3NH31與Pb 12 (或PbCl 2)按照摩爾比為1:1溶于二甲基亞砜與丁內(nèi)酯(體積比3:7 )混合溶液中形成有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦材料旋涂溶液，利用旋涂的方法在3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下制備多孔摻銪氧化鈰/有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦混合結(jié)構(gòu)。旋涂完成后將電極放在120 0C的加熱板上烘烤30分鐘，當(dāng)多孔混合結(jié)構(gòu)顏色從白色變成深棕色時(shí)，表示有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦材料在多孔摻銪氧化鈰結(jié)構(gòu)中的形成；
(g)冷卻后，在3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下在多孔摻銪氧化鈰/有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦混合結(jié)構(gòu)表面制備spiro-OMeTAD空穴傳輸層5;
(h)使用真空蒸鍍?cè)诳昭▊鬏攲由现苽溷y鋁合金電極6，完成摻銪氧化鈰下轉(zhuǎn)換材料多孔結(jié)構(gòu)的全固態(tài)有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦電池的制備。
[0039]該含有摻銪氧化鈰多孔結(jié)構(gòu)的全固態(tài)有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦電池的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括玻璃基板1、透明導(dǎo)電薄膜材料2、金屬氧化物致密層3、下轉(zhuǎn)換材料多孔結(jié)構(gòu)/有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)層4、空穴傳輸層5和銀鋁合金電極層6。所述金屬致密層3為T12致密層。所述金屬致密層3還可以是ZnO致密層或Sn〇2。
[0040]實(shí)施例2制備摻雜銪的礬酸釓下轉(zhuǎn)換材料多孔結(jié)構(gòu)的有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦太陽電池
以摻雜銪的礬酸釓為下轉(zhuǎn)換材料時(shí)，其制備過程，除稀土材料制備步驟之外，其余步驟及條件均與實(shí)施例1相同。摻雜銪的礬酸釓制備過程為:將硝酸釓，硝酸銪、礬酸氨和氨水混合，硝酸物與礬酸氨的摩爾比為I比2，通過氨水的增加量調(diào)節(jié)pH到7，攪拌I小時(shí)，倒入反應(yīng)釜中185 °C，反應(yīng)24小時(shí)，離心液用蒸餾水洗滌三次并在120 °C干燥一晚上。制備得到的多孔結(jié)構(gòu)的平面有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦太陽電池，其結(jié)構(gòu)與圖1相同。
[0041]實(shí)施例3制備摻雜銪的氧化釓下轉(zhuǎn)換材料多孔結(jié)構(gòu)的有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦太陽電池
以摻雜銪的氧化釓為下轉(zhuǎn)換材料時(shí)，其制備過程，除稀土材料制備步驟之外，其余步驟及條件均與實(shí)施例1相同。摻雜銪的氧化釓制備過程為:將硝酸釓，硝酸銪、酒石酸室溫下混合攪拌24小時(shí)，硝酸物與酒石酸的摩爾比為I比2，其后在80 °C下陳化2小時(shí)，并在空氣中120攝氏度干燥，取得的粉末再進(jìn)行碾磨并于100tC燒制三個(gè)小時(shí)。制備得到的多孔結(jié)構(gòu)的平面有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦太陽電池，其結(jié)構(gòu)與圖1相同。
[0042]實(shí)施例4制備含下轉(zhuǎn)換材料摻雜銪的氧化釔多孔結(jié)構(gòu)的有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦太陽電池
以摻雜銪和釓的氧化釔為下轉(zhuǎn)換材料時(shí)，其制備過程，除稀土材料制備步驟之外，其余步驟及條件均與實(shí)施例1相同。摻雜銪和釓的氧化釔制備過程為:將硝酸釔、硝酸釓、硝酸銪、酒石酸室溫下混合攪拌24小時(shí)，硝酸物與酒石酸的摩爾比為I比2，其后在80攝氏度下陳化2小時(shí)，并在空氣中120°C干燥，取得的粉末再進(jìn)行碾磨并于100tC燒制三個(gè)小時(shí)。制備得到的多孔結(jié)構(gòu)的平面有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦太陽電池，其結(jié)構(gòu)與圖1相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種稀土氧化物下轉(zhuǎn)換材料鈣鈦礦太陽電池，其特征在于，該電池依次包括玻璃FTO基板、金屬氧化物致密層、稀土氧化物下轉(zhuǎn)換多孔結(jié)構(gòu)/有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)層、空穴導(dǎo)電層和金屬電極層，具有p-1-n結(jié)構(gòu);所述稀土氧化物下轉(zhuǎn)換多孔結(jié)構(gòu)/有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)層，利用稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料多孔支架，使入射太陽光的紫外光轉(zhuǎn)換成可見光，擴(kuò)大對(duì)太陽光的吸收范圍，增強(qiáng)光電轉(zhuǎn)換效率和光穩(wěn)定性。2.一種權(quán)利要求1所述電池的制備方法，其特征在于，該方法包括以下具體步驟: (1)利用化學(xué)刻蝕法將透明導(dǎo)電基底上多余的透明導(dǎo)電薄膜刻蝕掉，獲得目標(biāo)圖案； (2)利用化學(xué)浴沉積法在所述目標(biāo)圖案的區(qū)域內(nèi)制備金屬氧化物致密層;其中，所述金屬氧化物為二氧化鈦、氧化鋅或氧化錫;所述金屬氧化物致密層的厚度為50-100nm; (3)利用溶膠法及水熱合成法制備稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料； (4)將步驟(3)所制備的稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料與乙基纖維素、松油醇一起攪拌制備稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料漿料； (5)將步驟(2)獲得的金屬氧化物致密層上，利用旋涂法旋涂步驟(4)獲得的稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料楽料，于500 °C馬弗爐中加熱20-40分鐘，形成稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料多孔互連薄膜； (6)利用旋涂法在上述步驟(5)所得的稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料多孔互連薄膜上旋涂有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦材料前驅(qū)體溶液，于120°C加熱臺(tái)上烘烤30分鐘，獲得鈣鈦礦材料/稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料混合結(jié)構(gòu)； (7)在上述步驟(6)所得的結(jié)構(gòu)表面旋涂含有空穴導(dǎo)電材料的溶液制備空穴導(dǎo)電層； (8)利用真空蒸鍍方法在上述步驟(7)所得空穴導(dǎo)電層上制備一層金、銀或銀鋁合金電極，得到所述稀土氧化物下轉(zhuǎn)換材料鈣鈦礦太陽電池;其中: 所述稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料為摻雜銪或釓的氧化鈰、礬酸釓、氧化釓及氧化釔的納米粉末； 所述制備稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料楽料:組成成份及比例為:稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料、含乙基纖維素10%質(zhì)量比的乙醇溶液以及松油醇按照質(zhì)量比為0.6:3:2，將這些材料均勻混合分散，最后加入三倍質(zhì)量的乙醇進(jìn)行稀釋； 所述有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦材料前驅(qū)體溶液的組成成份和比例為:CH3NH3I與PbI2或PbCl2按照摩爾比為1:1溶于二甲基亞砜與丁內(nèi)酯混合溶液中；其中，二甲基亞砜與丁內(nèi)酯的體積比3:7； 所述含有空穴導(dǎo)電材料的溶液具體成份和組成為:將2，2’，7，7’-四^少-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9 ’ -螺二芴，4-叔丁基吡啶，雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰按摩爾比為0.39:0.46:0.15溶于氯苯與乙腈的混合溶劑中形成40被％的溶液;其中，氯苯與乙腈的體積比為10:1。3.根據(jù)據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述稀土氧化物下轉(zhuǎn)換納米材料顆粒大小為20-50納米。
【文檔編號(hào)】H01L51/42GK105957966SQ201610372463
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】黃素梅, 張晨曦, 羅琦, 陳文涵
【申請(qǐng)人】華東師范大學(xué)