一種鈣鈦礦型太陽能電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池，具體涉及一種氮摻雜納米陣列二氧化鈦為電子傳輸層的鈣鈦礦型太陽能電池。
【背景技術】
[0002]隨著傳統化石能源的大量消耗，能源危機與環境問題已經成為當前世界面臨的嚴重問題。太陽能作為一種可持續利用的清潔能源，已經在全世界范圍得到了廣泛關注。目前，在這一領域存在的主要問題，是器件成本有待降低，以便能夠為大眾所接受。為了達到這一低成本高效率，就需要開發新型太陽能材料和設計新型太陽能電池器件。然而鈣鈦礦太陽能電池自從09年的轉換效率3.8%，到現在效率可達20 %以上。該電池具有著低成本，高效率，也正是人們所需求的太陽能電池器件。鈣鈦礦太陽能電池由透明導電玻璃，電子傳輸層，鈣鈦礦結構吸光層，空穴傳輸層，對陰極組成。目前電子傳輸層跟鈣鈦礦吸收層直接能夠使得能帶更好的匹配，使得電子傳輸更加順暢，電子的傳輸性能提高，對鈣鈦礦太陽能電池的效率提高也會起到一定的影響。
[0003]二氧化鈦具有化學穩定性好、無污染、抗光腐蝕、價格廉價等優點，在太陽能電池、光催化降解有機物、氫能源的產生等方面具有廣泛的應用前景。但是Ti02只能吸收紫外光，阻礙了太陽光的有效利用，其應用前景也受到了限制。因此采用氮摻雜納米陣列二氧化鈦作為電子傳輸層，不僅傳輸能力高，對提高鈣鈦礦太陽能電池的效率更有重要的意義。
【實用新型內容】
[0004]為解決上述目的，本實用新型提供的技術方案為一種鈣鈦礦型太陽能電池，其采用納米陣列二氧化鈦作為電子傳輸層，使得納米陣列二氧化鈦的比表面積增大，能夠吸附更多的鈣鈦礦材料，提高鈣鈦礦太陽能電池效率，降低成本。
[0005]一種鈣鈦礦結構的太陽能電池，所述電池由六層組成，從下到上依次是導電玻璃、氮摻雜納米陣列二氧化鈦電子傳輸層、鈣鈦礦光吸收層、空穴傳輸層、電極層和導電玻璃。
[0006]優選的是，導電玻璃由玻璃和粘貼在所述玻璃上的FT0導電薄膜組成。
[0007]優選的是，導電玻璃厚度為2?5 mm。
[0008]優選的是，鈣鈦礦光吸收層，厚度為300?500nm。
[0009]優選的是，空穴傳輸層的材料為2，2’，7，7’ -四[N，N_ 二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9’ -螺二芴(spiro-MeOTAD)，厚度為 80 ?lOOnm。
[0010]優選的是，氮摻雜納米陣列二氧化鈦電子傳輸層，其包含氮摻雜納米陣列二氧化鈦顆粒和氮摻雜納米陣列二氧化鈦棒。
[0011]優選的是，電極層材料為石墨，厚度為80?150nm，所述石墨設置在導電玻璃FT0
層表面。
[0012]本實用新型所述的有益效果是，設計了一種鈣鈦礦型太陽能電池，本實用新型將納米陣列二氧化鈦作為電子傳輸層，使得納米陣列二氧化鈦的比表面積增大，能夠吸附更多的鈣鈦礦材料，提高鈣鈦礦太陽能電池效率，降低成本。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型所述的一種鈣鈦礦型太陽能電池主體示意圖。
[0014]圖2為本實用新型所述的一種鈣鈦礦太陽能電池立體示意圖。
[0015]圖中:導電玻璃1、氮摻雜納米陣列二氧化鈦電子傳輸層2、鈣鈦礦光吸收層3、空穴傳輸層4、石墨電極層5、導電玻璃6、氮摻雜納米陣列二氧化鈦顆粒7、氮摻雜納米陣列二氧化鈦棒8。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0017]如圖1所示，本實用新型提供一種鈣鈦礦型太陽能電池，包括:方向由下至上，首層為導電玻璃1相接第二層氮摻雜納米陣列二氧化鈦電子傳輸層2，第二層氮摻雜納米陣列二氧化鈦電子傳輸層2相接第三層鈣鈦礦光吸收層3，第三層鈣鈦礦光吸收層3相接第四層空穴傳輸層4，第四層空穴傳輸層4相接第五層石墨電極層5，第五層石墨電極層5相接第六層導電玻璃6。
[0018]導電玻璃1和導電玻璃6，導電玻璃由玻璃和粘貼在所述玻璃上的導電薄膜組成。導電薄膜組成，作為一種優選其為玻璃表面鍍FT0導電薄膜，所述導電玻璃1和導電玻璃6厚度為2 mm?5 mm。
[0019]氮摻雜納米陣列二氧化鈦電子傳輸層2，其包含氮摻雜納米陣列二氧化鈦顆粒和氮摻雜納米陣列二氧化鈦棒，所述氮摻雜納米陣列二氧化鈦電子傳輸層附著在導電玻璃襯底FT0導電膜上，其通過水熱合成制備納米陣列二氧化鈦薄膜，在使用TiC14水解處理納米陣列二氧化鈦薄膜，然后把處理后的二氧化鈦薄膜放入真空管式高溫燒結爐中，通入NH3，退火溫度為400°C?600°C，制得所需的氮摻雜納米陣列Ti02電子傳輸層；其增大對可見光的吸收，有效的促進了光生電子和空穴的分離，另基于垂直傳輸原理，這種電子傳輸效果好，進而提高了太陽能電池的效率。
[0020]鈣鈦礦光吸收層3，其能有效地將不同波長的太陽光轉化為電力，從而顯著提高能效，厚度為300?500nmo
[0021]空穴傳輸層4，其為2，2’，7，7’ -四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]_9，9’ -螺二荷(spiro-MeOTAD)，厚度為 80 ?lOOnm。
[0022]電極層5，其為厚度為80?150nm的石墨，所述石墨設置在導電玻璃FT0層表面。
[0023]在另一個實施例中，FT0導電玻璃厚度為2mm，電子傳輸層是氮摻雜納米陣列Ti02(其中在NH3氣氛下，熱處理溫度為400°C )，鈣鈦礦(CH3NH3PbBr3)吸收層厚度為300nm，空穴傳輸層厚度為80nm，電極層厚度為80nm。
[0024]在另一個實施例中，FT0導電玻璃厚度為3mm，電子傳輸層是氮摻雜納米陣列Ti02(其中在NH3氣氛下，熱處理溫度為500°C )，鈣鈦礦(CH3NH3PbBr3)吸收層厚度為400nm，空穴傳輸層厚度為90nm，電極層厚度為lOOnm。
[0025]在另一個實施例中，FT0導電玻璃厚度為3mm，電子傳輸層是氮摻雜納米陣列Ti02(其中在NH3氣氛下，熱處理溫度為500°C )，鈣鈦礦(CH3NH3PbBr3)吸收層厚度為400nm，空穴傳輸層厚度為90nm，電極層厚度為lOOnm。
[0026]在另一個實施例中，FT0導電玻璃厚度為5mm，電子傳輸層是氮摻雜納米陣列Ti02(其中在NH3氣氛下，熱處理溫度為600°C )，鈣鈦礦(CH3NH3PbBr3)吸收層厚度為500nm，空穴傳輸層厚度為lOOnm，電極層厚度為150nm。
[0027]如上所述，本實用新型一種鈣鈦礦型太陽能電池其采用納米陣列二氧化鈦作為電子傳輸層，使得納米陣列二氧化鈦的比表面積增大，能夠吸附更多的鈣鈦礦材料，提高鈣鈦礦太陽能電池效率，降低成本。
[0028]盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實用新型并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1.一種鈣鈦礦型太陽能電池，其特征在于，所述電池由六層組成，從下到上依次是導電玻璃、氮摻雜納米陣列二氧化鈦電子傳輸層、鈣鈦礦光吸收層、空穴傳輸層、電極層和導電玻璃。2.如權利要求1所述的鈣鈦礦型太陽能電池，其特征在于，導電玻璃由玻璃和粘貼在所述玻璃上的FTO導電薄膜組成。3.如權利要求1或2所述的鈣鈦礦型太陽能電池，其特征在于，導電玻璃厚度為2?5mm ο4.如權利要求1所述的鈣鈦礦型太陽能電池，其特征在于，鈣鈦礦光吸收層，厚度為300 ?500nmo5.如權利要求1所述的鈣鈦礦型太陽能電池，其特征在于，空穴傳輸層的材料為2，2’，7，7’ -四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9’ -螺二芴，厚度為80?lOOnm。6.如權利要求1所述的鈣鈦礦型太陽能電池，其特征在于，氮摻雜納米陣列二氧化鈦電子傳輸層，其包含氮摻雜納米陣列二氧化鈦顆粒和氮摻雜納米陣列二氧化鈦棒。7.如權利要求1所述的鈣鈦礦型太陽能電池，其特征在于，電極層材料為石墨，厚度為80?150nm，所述石墨設置在導電玻璃FT0層表面。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鈣鈦礦型太陽能電池，從下到上依次包括：導電玻璃、氮摻雜納米陣列二氧化鈦電子傳輸層、鈣鈦礦光吸收層、空穴傳輸層、電極層和導電玻璃；本實用新型所述的有益效果是，將納米陣列二氧化鈦作為電子傳輸層,使得納米陣列二氧化鈦的比表面積增大，能夠吸附更多的鈣鈦礦材料，提高鈣鈦礦太陽能電池效率，降低成本。
【IPC分類】H01L51/46, H01L51/44, B82Y30/00
【公開號】CN205028929
【申請號】CN201520627990
【發明人】梅海林, 唐立丹, 王冰, 彭淑靜, 齊錦剛
【申請人】遼寧工業大學
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年8月19日