概述鈣鈦礦光伏電池的結構及工藝

作者：admin2023-02-25 16:00 熱度：39402

概述鈣鈦礦光伏電池的結構及工藝

01、鈣鈦礦太陽能電池的結構

鈣鈦礦太陽能電池主要由五部分組成，包括透明導電基底、電子傳(chuan) 輸層（ETL）、鈣鈦礦吸光層、空穴傳(chuan) 輸層（HTL）、金屬電極

結構的具體(ti) 介紹

1）透明導電基底：一般采用氧化銦錫導電玻璃（ITO）或者氟摻雜的氧化錫導電玻璃（FTO）。作為其他材料的載體，光線由此射入，將收集到的光電子傳送至外電路。

2）電子傳輸層（ETL）：由致密TiO2和介孔TiO2兩層材料組成。其中，致密TiO2用於阻止導電基底與鈣鈦礦的直接接觸，避免空穴向導電基底傳輸；介孔TiO2為鈣鈦礦生長提供框架與支撐，形成多孔TiO2/鈣鈦礦混合層，用於傳輸電子。

3）鈣鈦礦吸光層：典型代表為碘化鉛甲胺（MAPbI3， MA=CH3NH3+），用於吸收太陽光產生光電子的活性材料。

4）空穴傳輸層（HTL）：通常使用Spiro-OMeTAD，用於提取與傳輸光生空穴。

5）金屬電極：通過在空穴傳輸層外麵蒸鍍一層金獲得，用於傳輸電荷並連接外電路。

02、鈣鈦礦電池主要製備工藝

對應鈣鈦礦的五層結構，電子傳(chuan) 輸層（ETL）、鈣鈦礦吸光層、空穴傳(chuan) 輸層（HTL）為(wei) 製備工藝的核心環節，最核心環節即鈣鈦礦吸光層的製備。透明導電基底層可外采導電玻璃或柔性片；金屬電極通常通過使用貴金屬真空蒸鍍獲得。

對鈣鈦礦電池最核心的工藝環節（鈣鈦礦吸光層的製備），主要包括旋塗法以及氣相法。旋塗法又稱濕法，氣相法又稱為幹法。

工藝介紹

鈣鈦礦電池主要製備工藝

1、氣相法：包括物理氣相沉積法與(yu) 化學氣相沉積法。氣相法適用於(yu) 大麵積器件的製備，同時可以避免旋塗法製備過程中有毒溶劑的使用。另一方麵，由於(yu) 控製前驅體(ti) 的相對比例並非易事，氣相法對設備性能提出較高要求，高質量膜層的製備難度較高

2、旋塗法：旋塗法工藝相對簡單，為(wei) 目前主流的鈣鈦礦吸光層製備方法。按照步驟的不同可進一步分為(wei) 一步法、兩(liang) 步法。其中，一步法指將鈣鈦礦的原料全部加入溶劑中，完全溶解後形成前驅溶液，前驅體(ti) 溶液旋塗於(yu) 基板上，溶劑在高速旋轉中揮發，溶質留在基板上結晶形成鈣鈦礦薄膜。

兩(liang) 步法指，首先將PbX2溶於(yu) 溶劑，旋塗在基底上成膜；然後將PbX2浸泡在溶液中或再次旋塗於(yu) 基板上，與(yu) PbX2膜反應生成鈣鈦礦。