南京工业大学陈永华获国家专利权
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龙图腾网获悉南京工业大学申请的专利一种双层电子传输层及其钙钛矿太阳能电池及其制备方法和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:CN115020596B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22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:202210607783.4,技术领域涉及:H10K71/12;该发明授权一种双层电子传输层及其钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用是由陈永华;张雪聪;张莎莎;夏英东;黄维设计研发完成,并于2022-05-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种双层电子传输层及其钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用在说明书摘要公布了:本发明涉及一种双层电子传输层及其钙钛矿太阳能电池的应用,属于光电子材料与器件领域。该发明利用了原子层沉积ALDAtomiclayerdeposition技术与传统的纳米水溶液旋涂技术,在FTO导电基板上制备得到一种具有双层结构的电子传输层,随后采用两步法,以MAFa离子液体为溶剂,经退火处理后得到均匀致密的钙钛矿薄膜;然后对薄膜进行后续处理,并旋涂Spiro‑OMeTAD作为空穴传输层。利用真空蒸镀技术蒸镀MoO3修饰层以及金属电极以完成器件的制备。该方法减少了漏电流的损失,并且可获得结晶性更好的薄膜,所制备的FAPbI3钙钛矿太阳能电池具有优异的光电转化效率。
本发明授权一种双层电子传输层及其钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用在权利要求书中公布了:1.一种双电子传输层及其钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(1)将刻蚀好的FTO导电玻璃依次在乙醇、超纯水加清洗剂、超纯水、乙醇中各超声15min;氮气吹干后置于100℃烘箱中干燥30min,得到洁净的FTO基底; 步骤(2)称取691.5mg碘化铅,溶于1mL甲酸甲胺溶剂中,并在60℃温度搅拌8h至完全溶解,制备成碘化铅溶液; 步骤(3)将73.2mg的Spiro-OMeTAD溶解在1mL的氯苯中形成Spiro-OMeTAD溶液;将520mg的双三氟甲基磺酸亚酰胺锂溶解在1mL的乙腈溶液中形成锂盐溶液;将28.8μLTBP溶液添加到Spiro-OMeTAD溶液中,并且将17.6μL锂盐溶液添加到Spiro-OMeTAD溶液中;将混合溶液常温搅拌2h;旋涂条件为2500r·s-1旋涂30s; 步骤(4)将90mg的碘甲脒,9mg氯甲胺和6.8mg碘甲胺溶解在1mL异丙醇溶液中;将溶液在300r·s-1转速下常温搅拌3h制备成碘甲脒溶液; 步骤(5)将步骤(1)中清洗干净的FTO基底紫外臭氧处理15min; 步骤(6)将步骤(5)处理好的FTO基底,置入ALD沉积系统中,以50sccm通入氮气流,设置腔体温度100℃,锡源温度60℃预热15min;以30Cycle厚度沉积电子传输层; 步骤(7)取40μL电子传输材料SnO2滴到步骤(6)单层电子传输层上,使用匀胶机旋涂成膜,转速4000r·s-1旋涂30s,再将旋涂有SnO2的FTO基底于150℃退火30min; 步骤(8)取60μL步骤(2)配制的碘化铅溶液滴到步骤(7)FTO基底上,旋涂成膜,然后进行退火,形成碘化铅薄膜;旋涂前在110℃环境下预热2min,旋涂碘化铅溶液的转速为5000r·s-1旋涂30s,在潮湿空气中150℃退火5min; 步骤(9)将步骤(4)的碘甲脒溶液旋涂到步骤(8)碘化铅薄膜上,旋涂前在60℃环境下预热1min,旋涂溶液时采用转速4500r·s-1旋涂30s;在潮湿空气中170℃退火5min; 步骤(10)将步骤(3)的空穴传输材料旋涂到步骤(9)钙钛矿薄膜上,旋涂Spiro-OMeTAD采用转速2500r·s-1旋涂30s,形成空穴传输层; 步骤(11)采用真空蒸镀技术,在步骤(10)的空穴传输层上蒸镀5nmMoO3,然后再蒸镀100nm金属电极Ag,至此制备得到钙钛矿太阳能电池; 步骤(12)在标准测试条件下AM1.5G光照,所制备的电池器件能量转换效率为23.43%,开路电压为1.145V,短路电流为25.42mAcm2,填充因子为80.47%。
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