于X的鹵族元素。IV層為的吸收帶寬為3.6eV，層厚80nm，III層的吸收帶寬為3.1eV，層厚70nm，II層的吸收帶寬為2.6eV，層厚90nm，I層的吸收帶寬為 2.1eV，層厚 50nm。
[0025]具有該光吸收復(fù)合層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制作方法如下:
[0026]第一步:對(duì)導(dǎo)電玻璃8基片進(jìn)行清洗并作表面處理;用丙酮、酒精、去離子水對(duì)導(dǎo)電玻璃依次清洗。每種溶劑清洗時(shí)間持續(xù)1分鐘；
[0027]第二步:制作電子傳輸層9:將T12漿料涂覆在處理后的導(dǎo)電玻璃8上，膜厚200nm，在120 °C烘烤8min，再經(jīng)450 V退火處理1.5h;
[0028]第三步:利用旋涂法制備鈣鈦礦光吸收復(fù)層10，將含有鈣鈦礦AMX3的溶液旋涂至在電子傳輸層9上，在50°C烘干4min，形成I層;將含有鈣鈦礦AMX2Y1的溶液旋涂至在鈣鈦礦I層上，在50 °C烘干4min，形成II層，將含有鈣鈦礦AMX1Y2的溶液旋涂至在鈣鈦礦II層上，在50°C烘干4min，形成III層，將含有鈣鈦礦AMY3的溶液旋涂至在鈣鈦礦III層上，在55°C烘干4min，形成IV層，再將整個(gè)樣品在烤箱中退火，溫度在100°C，時(shí)間為15min。
[0029]第四步:沉積P型的HTM(spiro-MeOTAD)層11。將含有spiro-MeOTAD的溶液旋涂至步驟(3)制備的鈣鈦礦復(fù)合薄膜之上，溶液濃度在lmol/L;
[0030]第五步:覆蓋頂部FTO導(dǎo)電層12。完成電池制作。
[0031]實(shí)施例2:
[0032]本實(shí)施例提供一種具有光吸收復(fù)合層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制作方法，該電池自下而上包括:導(dǎo)電玻璃8、電子傳輸層9、鈣鈦礦光吸收復(fù)層10、空穴傳輸層11和頂部導(dǎo)電層12，該實(shí)例中的鈣鈦礦光吸收復(fù)層10的結(jié)構(gòu)，含有兩個(gè)鈣鈦礦單層，每層含單一鈣鈦礦分子成分，自下而上分別為鈣鈦礦A層、鈣鈦礦B層。A層的吸收帶寬為1.9eV，層厚160nm，B層的吸收帶寬為2.6eV，層厚570nm。
[0033]該光吸收復(fù)合層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制作方法如下:
[0034]第一步:對(duì)導(dǎo)電玻璃8基片進(jìn)行清洗并作表面處理；
[0035]用丙酮、酒精、去離子水對(duì)導(dǎo)電玻璃8依次清洗。每種溶劑清洗時(shí)間持續(xù)15分鐘；
[0036]第二步:制作電子傳輸層9:將T12漿料涂覆在處理后的導(dǎo)電玻璃8上，膜厚220nm，在140°C烘烤8min，再經(jīng)450°C退火處理1.5h;
[0037]第三步:利用蒸發(fā)法制備鈣鈦礦光吸收復(fù)層10，將含有鈣鈦礦A的溶液蒸發(fā)至電子傳輸層9上，在蒸發(fā)裝置中70 °C烘干2min;將含有鈣鈦礦B的溶液蒸發(fā)至在鈣鈦礦A層上，在50 0C烘干4min。再將整個(gè)樣品退火，溫度在150 °C，時(shí)間為12min。
[0038]第四步:沉積P型的HTM(spiro-MeOTAD)層11。將含有spiro-MeOTAD的溶液旋涂至步驟(3)制備的鈣鈦礦光吸收復(fù)層1之上，溶液濃度在0.2mol/L;
[0039]第五步:覆蓋頂部FTO導(dǎo)電層12。完成電池制作。
[0040]以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以作出變化和變形，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈣鈦礦光吸收復(fù)合層，其特征在于，該鈣鈦礦光吸收復(fù)合層由多個(gè)鈣鈦礦單層自下而上逐層沉積而成，每一鈣鈦礦單層有固定的吸收帶隙寬度，從最上單層至最下單層，吸收帶隙寬度逐層減小;所述每個(gè)鈣鈦礦單層為相同種類鈣鈦礦分子或不同種類鈣鈦礦分子;所述的單層鈣鈦礦薄膜的吸收帶寬為0.8?4.8eV。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈣鈦礦光吸收復(fù)合層，其特征在于，所述的每個(gè)鈣鈦礦單層的厚度為5?800nm;所述的I丐鈦礦光吸收復(fù)合層厚度為0.01?ΙΟΟμπι。3.—種具有權(quán)利要求1或2所述的鈣鈦礦光吸收復(fù)合層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池，其特征在于，鈣鈦礦太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)自下而上包括導(dǎo)電玻璃(8)、電子傳輸層(9)、鈣鈦礦光吸收復(fù)合層(10)、空穴傳輸層(11)和頂部導(dǎo)電層(12)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈣鈦礦太陽(yáng)電池，其特征在于，所述的電子傳輸層(9)的主要成分為T12，厚度為50?800nm;所述的空穴傳輸層(11)厚度為0.1?50μπι。5.—種制備權(quán)利要求3所述的的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 第一步，清洗導(dǎo)電玻璃(8)，對(duì)其進(jìn)行表面處理； 第二步，將T12漿料涂覆在處理后的導(dǎo)電玻璃(8)上，80-180 °C烘烤3-12min后，400-550°C退火處理1-2.5h得到電子傳輸層(9); 第三步，制備鈣鈦礦光吸收復(fù)合層 根據(jù)鈣鈦礦光吸收復(fù)合層的帶寬、厚度優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，在電子傳輸層(9)上沉積、烘干第一層鈣鈦礦單層，并逐層沉積、烘干位于第一層之上各鈣鈦礦單層，制成鈣鈦礦復(fù)合光吸收復(fù)合層(10);最后鈣鈦礦復(fù)合光吸收復(fù)合層(10)在60-180°C退火處理1-30分鐘； 第四步，將0.01-2mo VL的sp iro-MeOTAD的溶液沉積到鈣鈦礦光吸收復(fù)合層(I O)上，得至IJp型空穴傳輸層(11); 第五步，在空穴傳輸層(11)上方覆蓋頂部導(dǎo)電層(12)，得到鈣鈦礦太陽(yáng)電池。6.—種制備權(quán)利要求4所述的的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 第一步，清洗導(dǎo)電玻璃(8)，對(duì)其進(jìn)行表面處理； 第二步，將T12漿料涂覆在處理后的導(dǎo)電玻璃(8)上，80-180 °C烘烤3-12min后，400-550°C退火處理1-2.5h得到電子傳輸層(9); 第三步，制備鈣鈦礦光吸收復(fù)合層 根據(jù)鈣鈦礦光吸收復(fù)合層的帶寬、厚度優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，在電子傳輸層(9)上沉積、烘干第一層鈣鈦礦單層，并逐層沉積、烘干位于第一層之上各鈣鈦礦單層，制成鈣鈦礦復(fù)合光吸收復(fù)合層(10);最后鈣鈦礦復(fù)合光吸收復(fù)合層(10)在60-180°C退火處理1-30分鐘； 第四步，將0.01-2mo VL的sp iro-MeOTAD的溶液沉積到鈣鈦礦光吸收復(fù)合層(I O)上，得至IJp型空穴傳輸層(11); 第五步，在空穴傳輸層(11)上方覆蓋頂部導(dǎo)電層(12)，得到鈣鈦礦太陽(yáng)電池。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備具有鈣鈦礦光吸收復(fù)合層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的方法，其特征在于，所述的清洗劑為丙酮、酒精或去離子水。8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備具有鈣鈦礦光吸收復(fù)合層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的方法，其特征在于，所述的沉積方法為旋涂法、氣相沉積法、噴涂法、浸潤(rùn)法、蒸發(fā)法。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備具有鈣鈦礦光吸收復(fù)合層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的方法，其特征在于，所述的沉積方法為旋涂法、氣相沉積法、噴涂法、浸潤(rùn)法、蒸發(fā)法。10.根據(jù)權(quán)利要求5或6或9所述的制備具有鈣鈦礦光吸收復(fù)合層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的方法，其特征在于，所述的導(dǎo)電層為導(dǎo)電玻璃或含金屬電極的透光膜。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鈣鈦礦光吸收復(fù)合層的制備方法。該復(fù)合層是將具有不同帶寬的鈣鈦礦單層，按吸收帶隙寬度逐層增大的順序的自下而上逐層沉積而形成的一個(gè)光吸收復(fù)合層。由于該復(fù)合層在很寬的光譜范圍內(nèi)對(duì)光子有較強(qiáng)的光子收集能力，含有這種復(fù)合層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率會(huì)得到明顯的提高。本發(fā)明還公開了一種具有光吸收復(fù)合層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)及其制作方法。該電池結(jié)構(gòu)自下而上包括：(1)導(dǎo)電玻璃、(2)電子傳輸層、(3)鈣鈦礦光吸收復(fù)合層、(4)空穴傳輸層和(5)頂部導(dǎo)電層。該電池的制備方法簡(jiǎn)易，成本低。避免了傳統(tǒng)疊層電池需要增加子電池帶來(lái)的工藝復(fù)雜、造價(jià)昂貴的弊端，因此適合于太陽(yáng)電池工業(yè)批量生產(chǎn)。
【IPC分類】H01L51/48, H01L51/46, H01L51/44
【公開號(hào)】CN105591032
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610076596
【發(fā)明人】魏一, 劉愛民, 李平, 王宇軒, 黎曉璇
【申請(qǐng)人】大連理工大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2016年2月3日