四川东树新材料有限公司蔡胜胜获国家专利权
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龙图腾网获悉四川东树新材料有限公司申请的专利一种氧化镍薄膜的制备方法及其在钙钛矿太阳电池的应用获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115925277B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211422242.0,技术领域涉及:C03C17/36;该发明授权一种氧化镍薄膜的制备方法及其在钙钛矿太阳电池的应用是由蔡胜胜;王海清;伍洋;王静;万莉莎;杨红;苟鹏飞;肖毅设计研发完成,并于2022-11-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种氧化镍薄膜的制备方法及其在钙钛矿太阳电池的应用在说明书摘要公布了:本发明公开了一种氧化镍薄膜的制备方法及其在钙钛矿太阳电池的应用,属于新材料太阳能电池技术领域,本发明通过在氧化镍纳米晶的合成步骤中,引入一种配体保护的方法,通过在反应体系中加入可以稳定存在且易于附着在氧化镍纳米颗粒上的硬脂酸锂,硬脂酸锂作为配合体包覆氧化镍表面,降低了氧化镍的反应活性,防止其在高温下和长时间的反应过程中被还原为镍,最终得到高纯的氧化镍。本发明以纯氧化镍薄膜作为空穴传输层制备的反向平面钙钛矿太阳电池具有更高的光电转换效率和更好的稳定性,为制备高效率高稳定性钙钛矿太阳能电池提供了新的思路。
本发明授权一种氧化镍薄膜的制备方法及其在钙钛矿太阳电池的应用在权利要求书中公布了:1.一种氧化镍薄膜作为空穴传输层在钙钛矿太阳电池中的应用,其特征在于,所述钙钛矿太阳电池结构各层由下至上依次为:导电玻璃、氧化镍薄膜—氧化镍空穴传输层、钙钛矿层、PCBM层、银电极层; 其中,所述氧化镍薄膜的制备方法具体包括以下步骤: 步骤一、氧化镍纳米晶的合成:称量一定比例的硬脂酸镍、硬脂酸锂和十八醇溶于一定量的1-十八烯中,加热搅拌并抽真空除去反应体系中的空气和水分;一段时间后,在氩气保护下加热至250~320℃,冷凝回流,直到反应结束,获得具有硬脂酸锂配体保护的氧化镍纳米晶; 步骤二、氧化镍纳米晶溶液的制备:取步骤一得到的混合物倒入烧杯中,并加入乙酸乙酯,室温下放置10~14h,加入离心管中,4000~6000rmin离心4~6min倒去上层清液后,加正己烷将沉淀全部溶解,再加入无水乙醇,然后8000~12000rmin离心4~6min,反复离心多次,收集沉淀并冻干后,将其溶于氯苯配置成一定浓度的氧化镍的氯苯溶液,获得氧化镍纳米晶溶液; 步骤三、氧化镍薄膜的制备和清洗:取导电玻璃作为衬底,取步骤二中氧化镍纳米晶溶液作为镀膜液体,通过旋涂法使氧化镍纳米晶溶液铺展在导电玻璃衬底的表面,随后将涂覆氧化镍纳米晶溶液的导电玻璃衬底放入真空管式炉,在氩气氛围保护下,350~380℃退火15~20min,在导电玻璃表面获得氧化镍薄膜; 所述步骤三中,所述导电玻璃的尺寸为1.5cm×1.5cm,所述氧化镍纳米晶溶液在导电玻璃的滴加量为60uL; 其中,所述钙钛矿太阳电池的制法为: Ⅰ、取导电玻璃—ITO玻璃片,将ITO玻璃片依次用丙酮、洗洁精水、去离子水、异丙醇在30~50kHz超声清洗10~20min后,用氮气枪吹干,在等离子处理器中紫外臭氧处理8~12min; Ⅱ、取处理好的ITO玻璃为衬底,氧化镍纳米晶溶液为镀膜液体,以转速2800-3000rmin将氧化镍纳米晶溶液旋涂在ITO玻璃表面,旋涂8~12s;随后将其在真空管式炉中氩气氛围下,350~380℃退火15~20min,在ITO玻璃表面获得高纯氧化镍薄膜,获得电池前驱体A,放入高纯氮气保护的手套箱中备用; Ⅲ、取电池前驱体A为衬底,以钙钛矿溶液为镀膜液体,钙钛矿溶液为0.6~0.8gmL的含碘化铅甲胺的二甲基亚砜溶液,在80℃下将钙钛矿溶液滴加到低速旋转的氧化镍薄膜上,再调节转速至4000~6000rmin,保持25~35s;在12~18s时,匀速滴加1mL甲苯至样品中心;之后,在105~115℃退火4~6min,125~135℃退火8~12min,冷却后,在氧化镍薄膜的表面获得致密无孔洞的钙钛矿薄膜,获得电池前驱体B; Ⅳ、取电池前驱体B为衬底,15~20mgmL的PCBM溶液为镀膜液体,PCBM溶液为含富勒烯的氯苯溶液,以转速4000~6000rmin将PCBM溶液旋涂在钙钛矿薄膜表面,旋涂25~35s,获得电池前驱体C; Ⅴ、在真空镀膜机内,在电池前驱体C上PCBM薄膜的表面蒸镀70~80nm厚的Ag电极;用γ-丁内酯擦出一条光阳极,再用超声波电烙铁取铟丝焊在擦好的光阳极处,得到钙钛矿太阳电池。
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