化学浴沉积钙钛矿太阳能电池空穴传输层及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115101682A(43)申请公布日2022.09.23(21)申请号202210696330.3(22)申请日2022.06.20(71)申请人青岛科技大学地址266061山东省青岛市崂山区松岭路99号(72)发明人王莉赵强强周忠敏(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002专利代理师李颖(51)Int.Cl.H01L51/48(2006.01)H01L51/46(2006.01)C30B29/12(2006.01)C23C18/12(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称化学浴沉积钙钛矿太阳能电池空穴传输层及其制备方法(57)摘要本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种化学浴沉积钙钛矿太阳能电池空穴传输层及其制备方法。制备为：通过在含镍化学浴溶液中引入铵根离子，促使溶液中形成络合物，使镍离子在化学浴沉积的过程中，发生中间态过渡反应，使NiOx粒子均相成核，即在基体表面形成作为钙钛矿太阳能电池空穴传输层的NiOx薄膜。本发明通过引入含铵根离子的化合物，控制镍离子的释放速率，获得了颗粒较小且均匀的氢氧化镍颗粒，经过退火处理获得了均匀、致密的NiOx薄膜，增强了载流子的传输效率，提高了倒置钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。CN115101682ACN115101682A权利要求书1/1页1.一种化学浴沉积钙钛矿太阳能电池空穴传输层的制备方法，其特征在于：通过在含镍化学浴溶液中引入铵根离子，促使溶液中形成络合物，使镍离子在化学浴沉积的过程中，发生中间态过渡反应，使NiOx粒子均相成核，即在基体表面形成作为钙钛矿太阳能电池空穴传输层的NiOx薄膜。2.按权利要求1所述的化学浴沉积钙钛矿太阳能电池空穴传输层的制备方法，其特征在于：通过在含镍化学浴溶液中引入铵根离子，促使溶液中形成络合物，使镍离子在化学浴沉积的过程中，控制镍离子的释放速率，获得颗粒较小且均匀的氢氧化镍颗粒，在基材表面生长一层氢氧化镍薄膜，经过退火处理，转变成氧化镍，在基体表面形成作为钙钛矿太阳能电池空穴传输层的NiOx薄膜。3.按权利要求1或2所述的化学浴沉积钙钛矿太阳能电池空穴传输层的制备方法，其特征在于：(1)向水中加入碱性溶液和镍源，使体系呈碱性获得透明蓝色均相溶液；(2)将所得透明均相蓝色溶液中加入含铵根离子的化合物以达到控制镍离子缓释释放；(3)将基材浸泡在透明蓝色均相溶液中，并进行化学浴沉积，以便在基材上形成氢氧化镍薄膜；(4)对步骤(3)所得材料进行退火处理，得到所述的氧化镍薄膜。4.按权利要求3所述的化学浴沉积钙钛矿太阳能电池空穴传输层的制备方法，其特征在于：所述透明蓝色均相溶液pH值为11‑13，碱性溶液为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾等；形成透明蓝色均相溶液中含镍浓度为0.1‑1mol/L；所述镍源为硝酸镍、硫酸镍、氯化镍、醋酸镍、碳酸镍和乙酰丙酮镍中的至少一种。5.按权利要求3所述的化学浴沉积钙钛矿太阳能电池空穴传输层的制备方法，其特征在于：所述形成透明均相蓝色溶液后再添加铵根离子的化合物，体系内铵根离子的浓度为0.05‑0.5mol/L；所述含铵根离子的化合物为氯化铵、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵中的至少一种。6.按权利要求3所述的化学浴沉积钙钛矿太阳能电池空穴传输层的制备方法，其特征在于：所述基材经超声清洗、紫外臭氧处理或等离子体处理后浸泡至透明蓝色均相溶液中化学浴沉积的时间为5‑120min，化学浴沉积的温度为50‑100℃。7.按权利要求3所述的化学浴沉积钙钛矿太阳能电池空穴传输层的制备方法，其特征在于：所述退火处理的温度为275‑600℃，退火处理的时间为30‑60min。8.一种空穴传输层材料，其为氧化镍薄膜，其特征在于，是由权利要求1‑7任一项所述的方法在基体表面形成作为钙钛矿太阳能电池空穴传输层的NiOx薄膜。9.一种权利要求8所述的氧化镍薄膜的应用，其特征在于：所述氧化镍薄膜在用于钙钛矿太阳能电池的空穴传输层材料中的应用。2CN115101682A说明书1/6页化学浴沉积钙钛矿太阳能电池空穴传输层及其制备方法技术领域[0001]本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种化学浴沉积钙钛矿太阳能电池空穴传输层及其制备方法。背景技术[0002]钙钛矿太阳能电池由于其低成本、易制备、优异的光学性能，其光电转换效率在10年间已从3.8％上升到25.7％(认证效率)，其发展潜力远超单晶硅太阳能电池。迄今为止，大多数高效率的钙钛矿太阳能电池都是通过所谓的传统配置实现的，即钙钛矿吸光层沉积在电子传输层的顶部，然后是空穴传输层形成n‑i‑p型器件。通过对器件的J‑V伏安特性曲线、MPP等测试数据的分析表明，钙钛矿吸光层附近的载流子传输层在提升器件