反式钙钛矿光伏器件.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115768149A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211579470.9(22)申请日2022.12.09(71)申请人成都信息工程大学地址610225四川省成都市西南航空港经济开发区学府路1段24号(72)发明人王晓杨定宇刘欣陈跃赖倩宋华俊刘成国(74)专利代理机构苏州携智汇佳专利代理事务所(普通合伙)32278专利代理师钱伟(51)Int.Cl.H10K30/88(2023.01)H10K30/10(2023.01)H10K30/50(2023.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称反式钙钛矿光伏器件(57)摘要本发明提供了一种反式钙钛矿光伏器件，属于光伏电子技术领域。反式钙钛矿光伏器件包括自下而上依次设置的透明衬底、导电阳极、空穴传输层、有机间隔层、钙钛矿光敏感层、功能电子传输层和金属阴极，功能电子传输层中包括EGO‑PEA材料，EGO‑PEA的结构式为其中，X为I‑、Br‑、Cl‑中的一种。本发明的反式钙钛矿光伏器件通过引入有机间隔层和功能电子传输层，可以有效的优化钙钛矿光伏器件最终的成膜质量，钝化钙钛矿光伏器件表面并减少界面缺陷，从而实现高效的电荷收集，提高器件的光电转换效率；此外，有机间隔层和功能电子传输层还能起到封装作用，提高了钙钛矿光敏感层的疏水性，进一步提高了钙钛矿光伏器件的环境稳定性。CN115768149ACN115768149A权利要求书1/1页1.一种反式钙钛矿光伏器件，其特征在于：包括自下而上依次设置的透明衬底、导电阳极、空穴传输层、有机间隔层、钙钛矿光敏感层、功能电子传输层和金属阴极，所述功能电子传输层中包括EGO‑PEA材料，EGO‑PEA的结构式为其中，X为I‑、Br‑、Cl‑中的一种。2.根据权利要求1所述的反式钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述功能电子传输层中EGO‑PEA材料的浓度为1％‑5％。3.根据权利要求2所述的反式钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述功能电子传输层还包括PCBM、ICBA、Bis‑C60、BCP中的任意一种材料或多种材料的组合。4.根据权利要求1所述的反式钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述有机间隔层的材料为EGO‑PEA材料。5.根据权利要求4所述的反式钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述有机间隔层的厚度为5‑10nm。6.根据权利要求1所述的反式钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述钙钛矿光敏感层为MAPbX3、FAPbX3、(FAPbX3)1‑y(MAPbX3)y、CsyFA1‑yPbX3、CsPbIyBr3‑y中的任意一种或多种的组合，其中X为I‑、Br‑、Cl‑中的一种，0≤y≤1。7.根据权利要求1所述的反式钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述透明衬底的材料为玻璃、透明聚合物柔性材料、生物可降解的柔性材料中的任意一种或多种的组合。8.根据权利要求7所述的反式钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述透明聚合物柔性材料为聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亚胺、氯醋树脂、聚丙烯酸中的任意一种或多种的组合。9.根据权利要求1所述的反式钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述导电阳极的材料为氧化铟锡、石墨烯、碳纳米管中的任意一种或多种的组合。10.根据权利要求1所述的反式钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述空穴传输层的材料为三氧化钼、PEDOT:PSS、CuI、CuSCN、CuPc、NiO、P3HT、Spiro‑OMeTAD、PTAA中的任意一种或多种的组合。2CN115768149A说明书1/7页反式钙钛矿光伏器件技术领域[0001]本发明涉及一种反式钙钛矿光伏器件，属于光伏电子技术领域。背景技术[0002]太阳能是资源最丰富的可再生能源，具有取之不尽，用之不竭，没有污染的特点，成为各国科学家开发和利用的新能源之一。在各类太阳能电池技术中，基于钙钛矿材料的薄膜太阳电池由于其器件结构简单、加工工艺相对简单和更低的生产成本，在近几年得到了突飞猛进的发展。[0003]目前，基于钙钛矿材料的光伏器件能量转换效率已经超过了25％。然而，钙钛矿材料存在内在不稳定性，在外界环境(如水分、氧气、热和紫外线)中，器件的长期稳定性较差，直接限制了其未来的商业化发展。[0004]因此，目前最核心的任务是在稳步提升器件效率的同时，加快器件稳定性的研究。影响钙钛矿太阳能电池性能的一个重要因素是对钙钛矿材料薄膜成膜性的控制。钙钛矿薄膜的成膜性，如结晶度、表面粗糙度、薄膜厚度、缺陷水平和密度等，决定了载流子传输和复合动力学，从而影响器件的光伏性能，目前大多数研究工作主要集中在钙钛矿薄膜的形态和结晶度的优化上。但是，基本没有通过对反式钙钛矿薄膜进行钝化，以探索对最终成膜质量的影响。[0005]有鉴于此，确有必