一种杂化固体太阳能电池及其制备方法
专利汇可以提供一种杂化固体太阳能电池及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及杂化固体 太阳能 电池 及其制备方法，该电池依次包括衬底、阻挡层、染料敏化的 半导体 层或 钙 钛 矿材料敏化的半导体层和对 电极 ，在半导体层和 对电极 之间填充有空穴传递材料。所述的阻挡层是 氧 化钛层，阻挡层的厚度为5~400nm。本发明在杂化固体 太阳能电池 中引入阻挡层，可以防止空穴传递材料与衬底 接触 ，减少空穴与 电子 复合以及加快电子的收集速度。阻挡层采用 物理气相沉积 法制备，其与衬底之间的附着 力 强，透光性好。，下面是一种杂化固体太阳能电池及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种杂化固体太阳能电池，其特征在于该电池依次包括衬底（1）、阻挡层（2）、染料敏化的半导体层或钙钛矿材料敏化的半导体层（3）和对电极（4），在半导体层（3）和对电极（4）之间填充有空穴传递材料（5）。
2.根据权利要求书1所述的杂化固体太阳能电池，其特征在于所述的衬底是透明导电玻璃、钛板、不锈钢箔或聚酰亚胺。
3.根据权利要求书1所述的杂化固体太阳能电池，其特征在于所述的阻挡层（2）是氧化钛层，阻挡层的厚度为5 ~ 400 nm。
4.根据权利要求书1所述的杂化固体太阳能电池，其特征在于所述的半导体层是二氧化钛、氧化锌或二氧化锡，半导体层的厚度为50 nm ~ 20 µm。
5.制备权利要求1所述的杂化固体太阳能电池的方法，其步骤如下：
1）将清洗干净的衬底放入物理气相沉积室，以金属钛或氧化钛为靶材，抽真空至-3
3×10 Pa以下，通入氩气或氧气，或氩气和氧气，O2/O2+Ar 的比例为0 ~ 100%，控制反应压强为0.5 ~ 2.0 Pa，反应温度为4 ~ 200 ºC，溅射生长阻挡层；
2）用旋涂法或刮片法在阻挡层上铺展二氧化钛、氧化锌或二氧化锡的胶体，或在阻挡层上旋涂二氧化钛、氧化锌或二氧化锡的乙醇溶液，然后在300 ~ 500 ºC 煅烧，将冷却后的样品浸置于染料溶液中至少0.5小时，得到染料敏化的半导体层；或者将煅烧冷却好的样品放在旋涂仪上，旋涂一层钙钛矿材料的γ-丁内酯溶液，加热蒸发掉γ-丁内酯形成钙钛矿层敏化的半导体层；
3）在步骤2）制得的半导体层上，旋涂一层空穴传递材料；再在空穴材料传递层上铺展一层对电极。
6.根据权利要求5所述的杂化固体太阳能电池的制备方法，其特征在于所述的空穴传递材料是2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴或聚噻吩。
7.根据权利要求5所述的杂化固体太阳能电池的制备方法，其特征在于所述的染料是钌染料N719或Z907，或是有机染料D149或D102。
一种杂化固体太阳能电池及其制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
3×10 Pa以下，通入氩气或氧气，或氩气和氧气，O2/O2+Ar 的比例为0 ~ 100%，控制反应压强为0.5 ~ 2.0 Pa，反应温度为4 ~ 200 ºC，溅射生长阻挡层；
2）用旋涂法或刮片法在阻挡层上铺展二氧化钛、氧化锌或二氧化锡的胶体，或在阻挡层上旋涂二氧化钛、氧化锌或二氧化锡的乙醇溶液，然后在300 ~ 500 ºC 煅烧，将冷却后的样品浸置于染料溶液中至少0.5小时，得到染料敏化的半导体层；或者将煅烧冷却好的样品放在旋涂仪上，旋涂一层钙钛矿材料的γ-丁内酯溶液，加热蒸发掉γ-丁内酯形成钙钛矿层敏化的半导体层；
3）在步骤2）制得的半导体层上，旋涂一层空穴传递材料；再在空穴材料传递层上铺展一层对电极。
具体实施方式
将清洗干净后的透明导电玻璃FTO衬底放入气相沉积室，抽真空至2×10 Pa， 以金属钛为靶材，通入反应氧气2 sccm和工作气体氩气48 sccm，控制反应压强为1 Pa，温度为室温，打开中频磁控电源，开始溅射钛靶，溅射生长阻挡层，用膜厚仪控制溅射厚度为21 nm。溅射结束后，旋涂二氧化钛胶体，得到2µm厚的二氧化钛半导体层，450 ºC煅烧，冷却至
80ºC，浸置于N719染料中过夜。取出，旋涂一层spiro-OMeTAD的空穴传递材料，用压紧的-2
导电碳与之接触，组装成电池，在63 mW cm , AM1.5 的太阳光下记录其J-V曲线，见图2。
同实施例1，区别在于阻挡层厚度为56 nm。在63 mW cm , AM1.5 的太阳光下记录其J-V曲线，见图2。
同实施例1，区别在于阻挡层厚度为130 nm。在63 mW cm , AM1.5 的太阳光下记录其J-V曲线，见图2。
将清洗干净后的透明导电玻璃FTO衬底放入气相沉积室，抽真空至1×10 Pa， 以二氧化钛为靶材，通入工作气体氩气50 sccm，控制反应压强为2 Pa，温度为200 ºC，打开中频磁控电源，开始溅射钛靶，溅射生长阻挡层，用膜厚仪控制溅射厚度为100 nm。溅射结束后旋涂二氧化钛乙醇溶液，得到500nm厚的二氧化钛半导体层，500 ºC煅烧冷却，旋涂一层CH3NH2PbI3的γ-丁内酯溶液，然后在100ºC加热蒸发掉γ-丁内酯，再旋涂一层P3HT的空-2
穴传递材料，用银与之接触，组装成电池，在100 mW cm ，AM1.5 的太阳光下记录其J-V曲线，见图3。
将清洗干净后的不锈钢箔衬底放入气相沉积室，抽真空至1×10 Pa， 以金属钛为靶材，通入反应氧气5 sccm和工作气体氩气45 sccm，控制反应压强为0.5 Pa，温度为4 ºC，打开中频磁控电源，开始溅射钛靶，溅射生长阻挡层，用膜厚仪控制溅射厚度为5 nm。溅射结束后，在450 ºC煅烧2h 后旋涂氧化锌胶体，得到6µm厚的氧化锌半导体层，300 ºC煅烧冷却至80ºC，浸置于Z907染料中过夜。取出，旋涂一层spiro-OMeTAD的空穴传递材料，在空穴传递材料层上蒸镀一层金以组装成电池。
将清洗干净后的聚酰亚胺衬底放入气相沉积室，抽真空至1×10 Pa， 以金属二氧化钛为靶材，通入工作气体氩气50 sccm，控制反应压强为0.5 Pa，温度为25 ºC，打开中频磁控电源，开始溅射二氧化钛靶，溅射生长阻挡层，用膜厚仪控制溅射厚度为400 nm。溅射结束后，旋涂二氧化锡胶体，得到2µm厚的二氧化锡半导体层，浸置于D102染料中1h。取出，旋涂一层P3HT的空穴传递材料，在空穴传递材料层上镀一层银以组装成电池。
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