【廣告】
以MoO3/PEDOT:PSS薄膜作為空穴傳輸層的鈣鈦礦光伏電池及其制備方法。針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,目的在于提供一種MoO3/PEDOT:PSS薄膜作為空穴傳輸層的鈣鈦礦光伏電池及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種以MoO3/PEDOT:PSS薄膜作為空穴傳輸層的鈣鈦礦光伏電池,其特征在于,電池由下到上依次包括透明導(dǎo)電襯底、MoO3/PEDOT:PSS空穴傳輸層、鈣鈦礦光敏層、電子傳輸層和反射電極。
進(jìn)一步的,上述方案中,所述的透明導(dǎo)電襯底為沉積有ITO、FTO、AZO的玻璃襯底或者柔性襯底。
進(jìn)一步的,上述方案中,所述的光伏電池使用MoO3/PEDOT:PSS作為空穴傳輸層。
進(jìn)一步的,上述方案中,所述的鈣鈦礦光敏層為CH3NH3PbI3、CH3NH3PbI3-xClx、CH3NH3PbBr3、CsPbI3、CsPbI3-xClx、CsPbBr3中的一種。
進(jìn)一步的,上述方案中,所述的電子傳輸層為C60、C70、PCBM中的一種,作為改進(jìn),在制備電子傳輸層上繼續(xù)制備一層Bphen、BCP、AlQ3中的一種作為電極修飾層。
進(jìn)一步的,上述方案中,所述的反射電極為Al電極、Ag電極或者Au電極中的一種。
傳統(tǒng)的硅太陽能由于制備流程復(fù)雜、硬件設(shè)備投資高,使得電池成本高,限制了更大規(guī)模的應(yīng)用。因此,開發(fā)新型低成本太陽能電池具有重要的實(shí)際應(yīng)用價值。選用制備工藝簡單的新型電荷選擇性材料(PEDOT:PSS(聚(3,4-亞乙二氧基s吩)-聚(b乙烯磺酸))與晶硅基片形成非摻雜的異質(zhì)結(jié)太陽能電池,可以避免摻雜所需要的高溫工藝,有望獲得低成本的硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池。此后,以PEDOT為基材而開發(fā)出來的新材料、新工藝、新元件等也得到了充分發(fā)展。
但是這類異質(zhì)結(jié)電池存在PEDOT:PSS材料本身空穴遷移率低,PEDOT:PSS/硅接觸面性能差,以及硅/金屬電極接觸電阻高等問題,限制了電池轉(zhuǎn)換效率的提高。針對這一些列問題,蘭州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院彭尚龍團(tuán)隊(duì)采用PEDOT:PSS材料改性、光吸收改善、硅納米陷光結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑、硅表面鈍化和硅/金屬界面接觸電阻降低等策略,實(shí)現(xiàn)電池轉(zhuǎn)換效率提升和成本降低,取得了一系列研究成果。關(guān)于摻雜后導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理,目前比較成熟的觀點(diǎn)可用下圖(二)加以簡要說明。
利用電化學(xué)陽極氧化方法制備了高度有序的TiO_2納米管陣列,采用旋涂方法在納米管表面制作一層聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)∶聚(b乙x磺酸)(PEDOT∶PSS)薄膜構(gòu)建PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)并研究了其紫外探測性能。通過掃描電子顯微鏡(SEM)對TiO_2納米管和PEDOT∶PSS進(jìn)行表面微觀形貌表征。通過測試不同光照強(qiáng)度、不同偏壓下的電壓-電流和電流-時間曲線研究PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)在紫外光(UV)下的光電探測性能。由于TiO_2納米管較高的比表面積和PEDOT∶PSS較高的透射率,PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)具有優(yōu)良的紫外光電探測性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在1 V偏壓和光照強(qiáng)度為2. 14 m W/cm2的375 nm紫外光照射下,PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)的光電流可達(dá)973. 5μA,響應(yīng)度為2. 23 A/W,外達(dá)736. 5%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)的紫外探測結(jié)構(gòu)性能良好。高導(dǎo)電性涂層材料用作涂層材料的高導(dǎo)電性Clevios?可將表面電阻降至100歐姆/平方。
單體3,4-乙撐二氧吩(EDOT)的合成情況
J、D、Stenger-Smith et.a(chǎn)ll于1998年采用下述方法合成了EDOT。5%RD9014:4,5-二氮芴-9-酮(DAFO)4,5-Diaza-9H-fluoren-9-oneCAS:50890-67-0DAFO可以替代DFO,99%,。反應(yīng)從l代二甘酸(HOOCH –s-CH COOH)開始,通過一系列的步驟合成2,5-二羧酸-3、4-乙撐二氧吩,然后通過催化劑脫羧而制成了3、4-乙撐二氧吩
該合成法產(chǎn)率低,成本高。改進(jìn)或找到一種新的合成方法以提高EDOT的產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本是當(dāng)前科研工作者的主要任務(wù)。筆者在合成EDOT的過程中對該方法進(jìn)行了一些改進(jìn),如引入相轉(zhuǎn)移催化劑和沸石分子篩,提高了EDOT的產(chǎn)率。