中，不添加銅酞菁，而采用2,2'， 7,7'_四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(Spiro-Ometad)。
[0149] 上述方法制備的平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽能電池的器件結(jié)構(gòu)如下：玻璃/ITO/C60/ CH3NH3PbI3/Spir〇-0metad/Au，有效面積為0.1〇11 2，光電轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)見表1及圖6。
[0150] 與實施例1(圖4)和實施例2(圖5)相比，對比例1(圖6)利用類似的器件結(jié)構(gòu)，采用 傳統(tǒng)商業(yè)化的空穴傳輸材料Spir〇-0me tad作為空穴傳輸層，盡管其開路電壓略高于實施例 1跟例2,但是短路短路電流及填充因子FF均低于以金屬酞菁為空穴傳輸層的器件，這主要 是Spiro-Ometad的空穴迀移率要遠(yuǎn)小于金屬酞菁，從而以spiro-ometad為空穴傳輸層的器 件光電轉(zhuǎn)換效率只有6.8%。從器件穩(wěn)定性看，實施例1和實施例2的電池器件工作500個小 時后其光電轉(zhuǎn)換效率下降幅度小于10%，而對比例1工作50個小時，其光電轉(zhuǎn)換效率下降超 過50%。本專利金屬酞菁對鈣鈦礦太陽電池可以起到封裝作用，有效降低水氧對器件穩(wěn)定 性能的影響。
[0151] 測試條件:光譜分布AM1.5G，光照強(qiáng)度1000/m2，AAA太陽光模擬器(北京卓立漢光 公司ssl50型），I-V曲線用Keithly2400型數(shù)字源表進(jìn)行測量，所有器件測試在大氣環(huán)境中 正常測量。由表1中可以看出，在空穴傳輸層中添加了銅酞菁的太陽能電池，不論是介觀結(jié) 構(gòu)(實施例1)還是平面結(jié)構(gòu)(實施例2)，短路電流密度(Jsc)較高，開路電壓(Voc)較高，且填 充因子(FF)以及光電轉(zhuǎn)化效率(PCE)均遠(yuǎn)高于對比例1。
[0152] 表1
[0153]
[0154] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任 一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié) 合和組合。
[0155] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述 實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1. 一種太陽能電池，其特征在于，包括： 電極； 吸光層，所述吸光層設(shè)置在所述電極的下表面； 空穴傳輸層，所述空穴傳輸層設(shè)置在所述吸光層的下表面，所述空穴傳輸層含有金屬 獻(xiàn)菁配合物；W及 對電極，所述對電極設(shè)置在所述空穴傳輸層的下表面， 其中，所述金屬獻(xiàn)菁配合物具有式I所示的通式，其中，M為中屯、金屬，所述中屯、金屬包括選自二價Cu、二價Zn、二價Ni、二價Pd、二價Sn、 二價Pt，非二價Al、非二價V W及非二價Ti中的至少之一，扣~Rs分別獨(dú)立地選自氨原子、碳 數(shù)為1~18的直鏈烷基、碳數(shù)為1~18的支鏈烷基W及碳數(shù)為1~18的樹枝狀烷基， 前提是，Ri~R壞同時為氨，并且化~R壞能同時滿足下列條件： (a) 化和Rs之一是氨和甲基之一，Ri和Rs的另一個是氨和甲基之一的另一個； (b) 化和R3之一是氨和甲基之一，R2和化的另一個是氨和甲基之一的另一個； (C)R4和Rs之一是氨和甲基之一，R4和化的另一個是氨和甲基之一的另一個；W及 (d) R6和R?之一是氨和甲基之一，Rs和化的另一個是氨和甲基之一的另一個； 且化~Rs不能同時滿足下列條件： (e) 化和Rs之一是氨和異下基之一，Ri和Rs的另一個是氨和異下基之一的另一個； (f) 化和R3之一是氨和異下基之一，R2和化的另一個是氨和異下基之一的另一個； (g) R4和Rs之一是氨和異下基之一，R4和化的另一個是氨和異下基之一的另一個；W及 化)Rs和R?之一是氨和異下基之一，Rs和化的另一個是氨和異下基之一的另一個。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述太陽能電池為介觀結(jié)構(gòu)巧鐵礦 太陽能電池。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述太陽能電池為平面結(jié)構(gòu)巧鐵礦 太陽能電池。4. 一種太陽能電池，其特征在于，包括： 襯底，所述襯底包括選自透明玻璃W及透明聚合物膜的至少之一； 電極，所述電極設(shè)置在所述襯底的下表面，所述電極是由透明金屬氧化物形成的； 電子傳輸層，所述電子傳輸層設(shè)置在所述電極的下表面； 吸光層，所述吸光層設(shè)置在所述電子傳輸層的下表面，所述吸收層包括通式為AB)(3的巧 鐵礦型化合物， 其中，A為選自甲氨基、乙胺基W及支鏈氨基的至少之一，B為鉛或者錫，X為CUBr或者 I; 空穴傳輸層，所述空穴傳輸層設(shè)置在所述吸光層的下表面，所述空穴傳輸層含有金屬 獻(xiàn)菁配合物；W及 對電極，所述對電極設(shè)置在所述空穴傳輸層的下表面， 其中，所述金屬獻(xiàn)菁配合物具有式I所示的通式，其中，M為中屯、金屬，所述中屯、金屬包括選自二價Cu、二價Zn、二價Ni、二價Pd、二價Sn、 二價Pt，非二價Al、非二價VW及非二價Ti中的至少之一， 化~Rs分別獨(dú)立地選自氨原子、碳數(shù)為1~18的直鏈烷基、碳數(shù)為1~18的支鏈烷基W及 碳數(shù)為1~18的樹枝狀烷基， 前提是，Ri~R壞同時為氨，并且化~R壞能同時滿足下列條件： (a) 化和Rs之一是氨和甲基之一，Ri和Rs的另一個是氨和甲基之一的另一個； (b) 化和R3之一是氨和甲基之一，R2和化的另一個是氨和甲基之一的另一個； (C)R4和Rs之一是氨和甲基之一，R4和化的另一個是氨和甲基之一的另一個；W及 (d) R6和R?之一是氨和甲基之一，Rs和化的另一個是氨和甲基之一的另一個； 且化~Rs不能同時滿足下列條件： (e) 化和Rs之一是氨和異下基之一，Ri和Rs的另一個是氨和異下基之一的另一個； (f) 化和R3之一是氨和異下基之一，R2和化的另一個是氨和異下基之一的另一個； (g) R4和Rs之一是氨和異下基之一，R4和化的另一個是氨和異下基之一的另一個；W及 化)Rs和R?之一是氨和異下基之一，Rs和化的另一個是氨和異下基之一的另一個。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池，其特征在于，所述透明聚合物膜是由選自聚氯乙 締、聚對苯二甲酸乙二醇醋、聚丙締W及聚乙締的至少之一形成的； 所述透明金屬氧化物包括選自氧化銅錫、氣滲雜錫氧化物W及侶滲雜鋒氧化物的至少 之一； 所述電極的方塊電阻為5~120歐姆/□，優(yōu)選8~30歐姆/□。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池，其特征在于，所述電子傳輸層包括選自Ti化、 Sn〇2、ZnO、富勒締W及PCBM的至少之一，所述電子傳輸層的厚度為20~150nm，優(yōu)選20~ SOnm ； 所述吸光層的厚度為100~1200皿，優(yōu)選100~400皿。7. -種制備權(quán)利要求4~6任一項所述的太陽能電池的方法，其特征在于，包括： (1) 提供襯底，在所述襯底的下表面通過瓣射形成電極； (2) 在所述電極的下表面形成電子傳輸層，所述電子傳輸層是通過溶液成膜技術(shù)或者 原子層沉積技術(shù)形成的， 其中，所述溶液成膜技術(shù)包括選自旋涂、提拉法、絲網(wǎng)印刷的至少之一； (3) 在所述電子傳輸層的下表面形成吸光層，所述吸光層是通過液相法、氣相共蒸沉積 法W及氣相輔助液相法中的任意一種形成的； (4) 在所述吸光層的下表面形成空穴傳輸層，所述空穴傳輸層是通過蒸鍛、旋涂、提拉 或者絲網(wǎng)印刷技術(shù)形成的；W及 (5) 在所述空穴傳輸層的下表面形成對電極。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，形成的所述電子傳輸層的厚 度為20~150nm，優(yōu)選20~50nm。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在步驟(3)中，形成的所述吸光層的厚度為 100 ~1200nm，優(yōu)選 100 ~400nm。
【專利摘要】本發(fā)明提出了太陽能電池以及制備太陽能電池的方法。該太陽能電池包括：電極；吸光層，所述吸光層設(shè)置在所述電極的下表面；空穴傳輸層，所述空穴傳輸層設(shè)置在所述吸光層的下表面，所述空穴傳輸層含有金屬酞菁配合物；以及對電極，所述對電極設(shè)置在所述空穴傳輸層的下表面，其中，所述金屬酞菁配合物具有式I所示的通式。由此，可以提高空穴傳輸層與吸光層的能級匹配程度，降低成本，并對吸光層起到鈍化以及保護(hù)的作用。
【IPC分類】H01L51/48, H01L51/42, H01L51/46
【公開號】CN105514282
【申請?zhí)枴緾N201610081122
【發(fā)明人】許宗祥, 張軍, 王玉龍
【申請人】南方科技大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年2月5日