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专利号: 2020106247889
申请人: 武汉工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于P型Au@Cu2‑xS界面钝化层材料的钙钛矿光伏电池,其特征在于,其结构从下至上包括透明导电衬底、电子传输层、钙钛矿光敏活性层、界面钝化层、空穴传输层和金属电极;

所述界面钝化层为核壳结构的Au@Cu2‑xS纳米颗粒的涂层,涂层厚度为20~150nm,所述核壳结构的Au@Cu2‑xS纳米颗粒以Au颗粒为核,以Cu2‑xS包裹层为壳,所述Au颗粒粒径为5~

30nm,所述Cu2‑xS包裹层厚度为10~90nm。

2.根据权利要求1所述的基于P型Au@Cu2‑xS界面钝化层材料的钙钛矿光伏电池,其特征在于,所述透明导电衬底为ITO导电玻璃、FTO导电玻璃或镀有ITO的柔性透明塑料。

3.根据权利要求1所述的基于P型Au@Cu2‑xS界面钝化层材料的钙钛矿光伏电池,其特征在于,所述电子传输层为SnO2薄膜或SnO2量子点薄膜。

4.根据权利要求1所述的基于P型Au@Cu2‑xS界面钝化层材料的钙钛矿光伏电池,其特征在于,所述钙钛矿光敏活性层为CH3NH3PbI3材料或三元混合(CsPbI3)0.04(FAPbI3)0.80(MAPbBr3)0.16材料,其中Cs=cesium,MA=CH3NH3,FA=HC(NH2)2。

5.根据权利要求1所述的基于P型Au@Cu2‑xS界面钝化层材料的钙钛矿光伏电池,其特征在于,所述核壳结构的Au@Cu2‑xS纳米颗粒的制备方法为:

1)分别配制CTAB溶液,HAuCl4溶液,NaBH4溶液,AA溶液,NaOH溶液,六亚甲基四胺溶液,硫代乙酰胺溶液,硝酸铜溶液,备用;

2)Au颗粒的制备:

(a)种子溶液制备:将CTAB溶液、HAuCl4溶液、NaBH4溶液与水混合得到种子溶液,所得种子溶液中CTAB、HAuCl4、NaBH4摩尔比为80~400:1:3,种子溶液中CTAB浓度为0.01~0.1mol/L;

(b)Au颗粒制备:按体积份,将750份CTAB溶液、150份HAuCl4溶液、100份AA溶液、1份种子溶液及5份NaOH溶液混合,放置1小时后,放置在离心机内进行离心处理,除去离心管中的上层清液,下层残留液加水配制得到Au纳米颗粒悬浮液;

3)核壳结构的Au@Cu2‑xS纳米颗粒的制备:按体积份,将400份CTAB溶液、200份HMT溶液、

200份AA溶液混合,在搅拌条件下依次加入1000份步骤2)所得Au纳米颗粒悬浮液、20份TAA溶液以及1~16份Cu(NO3)2溶液,于85℃下反应8小时,反应结束后离心、洗涤、干燥得到核壳结构的Au@Cu2‑xS纳米颗粒。

6.根据权利要求1所述的基于P型Au@Cu2‑xS界面钝化层材料的钙钛矿光伏电池,其特征在于,所述界面钝化层的制备方法为:将核壳结构的Au@Cu2‑xS纳米颗粒分散于氯苯中,得到浓度为0.015~0.03mmol/mL的分散液,将所得分散液旋涂在导电衬底上烘干得到。

7.根据权利要求1所述的基于P型Au@Cu2‑xS界面钝化层材料的钙钛矿光伏电池,其特征在于,所述空穴传输层为Spiro‑OMeTAD。

8.根据权利要求1所述的基于P型Au@Cu2‑xS界面钝化层材料的钙钛矿光伏电池,其特征在于,所述金属电极为Cu电极、Au电极或Ag电极。

9.一种权利要求1‑8任一所述的基于P型Au@Cu2‑xS界面钝化层材料的钙钛矿光伏电池的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:(1)清洗透明导电衬底并烘干;

(2)采用溶液法在透明导电衬底上制备SnO2薄膜或SnO2量子点薄膜,将其放入紫外臭氧清洗仪中,在大气的气氛和室温下紫外臭氧处理15分钟在透明导电衬底表面得到电子传输层;

(3)在惰性气体保护下,在电子传输层表面制备钙钛矿光敏活性层;

(4)将核壳结构的Au@Cu2‑xS纳米颗粒分散于氯苯中,得到浓度为0.015~0.03mmol/mL的分散液,将所得分散液旋涂在钙钛矿光敏活性层上烘干得到相应的P型Au@Cu2‑xS界面钝化层;

(5)用旋涂的方法在P型Au@Cu2‑xS界面钝化层表面制备空穴传输层;

(6)最后在空穴传输层表面蒸镀金属电极,得到平面结构钙钛矿光伏电池。