【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及太陽(yáng)能電池，具體地，本申請(qǐng)涉及一種鈣鈦礦薄膜和一種界面修飾鈣鈦礦薄膜的方法。
技術(shù)介紹
1、高效的有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因優(yōu)異的光電屬性如：長(zhǎng)的載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度和高吸收系數(shù)等，已成為最有前途的吸光材料之一。
2、然而，鈣鈦礦層的穩(wěn)定性容易受到氧氣、光照、水分和溫度等因素的影響。尤其是在紫外光輻射的作用下，除了光照本身外，局部高溫也會(huì)導(dǎo)致鈣鈦礦層內(nèi)部離子遷移，從而加速鈣鈦礦的降解過程。此外，鈣鈦礦薄膜中存在的缺陷作為非輻射復(fù)合的中心也會(huì)對(duì)其性能和穩(wěn)定性造成負(fù)面的影響。
3、因此，需要開發(fā)一種可以同時(shí)提高鈣鈦礦層濕度穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定三重作用的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題至少之一。
2、因此，在本申請(qǐng)的第一方面，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N鈣鈦礦薄膜。根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述鈣鈦礦薄膜修飾有鈍化劑，所述鈍化劑包括含氟的對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)化合物。其中氟是一種具有較強(qiáng)的電負(fù)性的元素，而對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)通常具有較強(qiáng)的吸附能力和表面活性，因此，采用含氟的對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)化合物作為保護(hù)劑，可確保其有效地鍵吸附在鈣鈦礦薄膜的表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)鈣鈦礦薄膜的保護(hù)。
3、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述鈍化劑修飾在所述鈣鈦礦薄膜的上下界面以及四周界面。通過將含氟的對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)化合物修飾在鈣鈦礦薄膜的上下界面以及四周，可以實(shí)現(xiàn)多重保護(hù)效果，即這些鈍化劑修飾層可以形成一層保護(hù)性的屏障，阻止外界水分和濕氣進(jìn)入鈣鈦礦薄膜內(nèi)部，有效
4、在本申請(qǐng)的第二方面，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N界面修飾鈣鈦礦薄膜的方法。根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述方法包括；將待修飾的鈣鈦礦薄膜在含有鈍化劑的有機(jī)溶劑中進(jìn)行浸泡處理，以便獲得四周界面修飾有鈍化劑的鈣鈦礦薄膜。
5、通過該方法，能夠有效的對(duì)鈣鈦礦薄膜的上界面以及四周界面進(jìn)行修飾，這些修飾可以實(shí)現(xiàn)多重保護(hù)效果，即這些鈍化劑修飾層可以形成一層保護(hù)性的屏障，阻止外界水分和濕氣進(jìn)入鈣鈦礦薄膜內(nèi)部，有效地減少水分的滲透，保護(hù)鈣鈦礦薄膜免受水分侵蝕。此外，這些鈍化劑修飾層還能夠提高鈣鈦礦薄膜的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，不僅可以降低鈣鈦礦材料的熱解溫度，減緩熱解反應(yīng)的進(jìn)行，還能夠吸收和散射部分入射光的能量，減少光的能量對(duì)鈣鈦礦薄膜的損害，能夠提升鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和性能。
6、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述方法還可以進(jìn)一步包括如下附加技術(shù)特征的至少之一：
7、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述待修飾的鈣鈦礦薄膜是通過在襯底上進(jìn)行鈣鈦礦薄膜材料的第一涂覆處理形成的。
8、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，進(jìn)行所述第一涂覆處理之前，在所述襯底上進(jìn)行含有鈍化劑的有機(jī)溶劑的第二涂覆處理；以及將涂覆有含有鈍化劑的有機(jī)溶劑的襯底進(jìn)行第一退火處理。
9、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述鈍化劑包括含氟的對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)化合物。
10、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述含氟的對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)化合物為含有六氟丙烷的化合物。
11、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述含有六氟丙烷的化合物包括2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-羧基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3,4-二甲苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-硝基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-甲基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-異氰酸苯基)六氟丙烷、2,2-二(3-氨基-4-羥苯基)六氟丙烷和2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基苯)]六氟丙烷的至少之一。
12、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述有機(jī)溶劑包括異丙醇、甲醇或氯苯。
13、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述含氟的對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)化合物在所述有機(jī)溶劑中濃度為0.5mol/l～1mol/l。
14、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述浸泡處理的時(shí)間為3s～5s。
15、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，進(jìn)一步包括：將浸泡處理后的鈣鈦礦薄膜進(jìn)行旋干處理；以及將旋干處理后的鈣鈦礦薄膜進(jìn)行第二退火處理。
16、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述旋干處理是在4800rpm～5200rpm的條件下進(jìn)行的。
17、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述旋干處理的時(shí)間為20s～30s。
18、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述第二退火處理是在80～120℃的條件下進(jìn)行的。
19、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述第二退火處理的時(shí)間為7min～10min。
20、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述第一退火處理是在100～110℃的條件下進(jìn)行的。
21、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述第二退火處理的時(shí)間為5min～7min。
22、在本申請(qǐng)的第三方面，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N鈣鈦礦薄膜。根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述鈣鈦礦薄膜是通過第二方面所述的方法制備獲得的。如前所述，本申請(qǐng)的方法能夠?qū)︹}鈦礦薄膜的上下界面以及四周界面進(jìn)行修飾，形成一層全封閉的保護(hù)層。因此，采用該方法制備的鈣鈦礦薄膜具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，保護(hù)層可以阻止鈣鈦礦薄膜與外界環(huán)境中的不利因素(如濕度、氧氣、光照等)接觸，減少其受到的損傷和降解，從而延長(zhǎng)鈣鈦礦薄膜的使用壽命；此外，該鈣鈦礦薄膜具有較好的光電性能，以及與其他功能層的界面相容性，該保護(hù)層的存在調(diào)節(jié)了鈣鈦礦薄膜的能帶結(jié)構(gòu)、表面電荷和界面電子傳輸?shù)忍匦裕瑥亩岣吖怆娹D(zhuǎn)換效率、光吸收能力和載流子傳輸效率。
23、在本申請(qǐng)的第四方面，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述鈣鈦礦太陽(yáng)能電池包括：基底；第一電荷傳輸層，所述第一電荷傳輸層設(shè)置在所述基底的一側(cè)；鈣鈦礦吸收層，所述鈣鈦礦吸收層包括第三方面所述的鈣鈦礦薄膜，所述鈣鈦礦吸收層設(shè)置在所述第一電荷傳輸層遠(yuǎn)離所述基底的一側(cè)；第二電荷傳輸層，所述第二電荷傳輸層設(shè)置在所述鈣鈦礦吸收層遠(yuǎn)離所述第一電荷傳輸層的一側(cè)；電極層，所述電極層設(shè)置在所述第二電荷傳輸層遠(yuǎn)離所述鈣鈦礦吸收層的一側(cè)。
24、如前所述，本申請(qǐng)的鈣鈦礦薄膜具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和光電性能，因此，本申請(qǐng)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具有高效的光電轉(zhuǎn)換效率，鈣鈦礦薄膜的穩(wěn)定性延長(zhǎng)了太陽(yáng)能電池的使用壽命并使其也能保持器長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
25、根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述第一電荷傳輸層為空穴傳輸層，所述第二電荷傳輸層為電子傳輸層；或，所述第一電荷傳輸層為電子傳輸層，所述第二電荷傳輸層為空穴傳輸層。
26、在本申請(qǐng)的第五方面，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N鈣鈦礦疊層電池。根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述鈣鈦礦疊層電池包括：頂電池和底電池，所述頂電池為第四方面所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，所述頂電池設(shè)置在所述底電池的上表面。
27、在本申請(qǐng)的第六方面，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N用電設(shè)備。根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，所述用電設(shè)備包括第四方本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種鈣鈦礦薄膜，其特征在于，所述鈣鈦礦薄膜修飾有鈍化劑，所述鈍化劑包括含氟的對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦薄膜，其特征在于，所述鈍化劑修飾在所述鈣鈦礦薄膜的上下界面以及四周界面。
3.一種界面修飾鈣鈦礦薄膜的方法，其特征在于，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述待修飾的鈣鈦礦薄膜是通過在襯底上進(jìn)行鈣鈦礦薄膜材料的第一涂覆處理形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述第一涂覆處理之前，在所述襯底上進(jìn)行含有鈍化劑的有機(jī)溶劑的第二涂覆處理；以及
6.根據(jù)權(quán)利要求3～5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述鈍化劑包括含氟的對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述含氟的對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)化合物包括2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-羧基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3,4-二甲苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-硝基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-甲基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-異氰酸苯基)六氟丙烷、2,2-二(3-氨基-4-
8.根據(jù)權(quán)利要求3～5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑包括異丙醇、甲醇或氯苯；
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括：將浸泡處理后的鈣鈦礦薄膜進(jìn)行旋干處理；以及
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述旋干處理是在4800rpm～5200rpm的條件下進(jìn)行的；
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一退火處理是在100～110℃的條件下進(jìn)行的；
12.一種鈣鈦礦薄膜，其特征在于，是通過權(quán)利要求3～11任一項(xiàng)所述的方法制備獲得的。
13.一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，其特征在于，包括：
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述第一電荷傳輸層為空穴傳輸層，所述第二電荷傳輸層為電子傳輸層；
15.一種用電設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求13或14所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鈣鈦礦薄膜，其特征在于，所述鈣鈦礦薄膜修飾有鈍化劑，所述鈍化劑包括含氟的對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦薄膜，其特征在于，所述鈍化劑修飾在所述鈣鈦礦薄膜的上下界面以及四周界面。
3.一種界面修飾鈣鈦礦薄膜的方法，其特征在于，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述待修飾的鈣鈦礦薄膜是通過在襯底上進(jìn)行鈣鈦礦薄膜材料的第一涂覆處理形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述第一涂覆處理之前，在所述襯底上進(jìn)行含有鈍化劑的有機(jī)溶劑的第二涂覆處理；以及
6.根據(jù)權(quán)利要求3～5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述鈍化劑包括含氟的對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述含氟的對(duì)稱共軛結(jié)構(gòu)化合物包括2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-羧基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3,4-二甲苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-硝基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-甲基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-異氰...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙瑞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：天合光能股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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