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湖北概述钙钛矿光伏电池的结构及工艺

概述钙钛矿光伏电池的结构及工艺

01、钙钛矿太阳能电池的结构

钙钛矿太阳能电池主要由五部分组成,包括透明导电基底、电子传输层(ETL)、钙钛矿吸光层、空 穴传输层(HTL)、金属电极



结构的具体介绍

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1)透明导电基底:一般采用氧化铟锡导电玻璃(ITO) 或者氟掺杂的氧化锡导电玻璃(FTO)。作为其他材料的载体,光线由此射入,将收集到的光电子传送至外电路。

2)电子传输层(ETL):由致密TiO2和介孔TiO2两层材料组成。其中,致密TiO2用于阻止导电基底与 钙钛矿的直接接触,避免空穴向导电基底传输;介孔TiO2为钙钛矿生长提供框架与支撑,形成多孔TiO2/钙钛矿混合层,用于传输电子。

3)钙钛矿吸光层:典型代表为碘化铅甲胺(MAPbI3, MA=CH3NH3+),用于吸收太阳光产生光电子的活性材料。

4)空穴传输层(HTL):通常使用Spiro-OMeTAD,用于提取与传输光生空穴。

5)金属电极:通过在空穴传输层外面蒸镀一层金获得,用于传输电荷并连接外电路。

02、钙钛矿电池主要制备工艺

对应钙钛矿的五层结构,电子传输层(ETL)、钙钛矿吸光层、空穴传输层(HTL)为制备工艺的核心环节,最核心环节即钙钛矿吸光层的制备。透明导电基底层可外采导电玻璃或柔性片;金属电极通常通过使用贵金属真空蒸镀获得。

对钙钛矿电池最核心的工艺环节(钙钛矿吸光层的制备),主要包括旋涂法以及气相法。旋涂法又称湿法,气相法又称为干法。

工艺介绍

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钙钛矿电池主要制备工艺


1、气相法:包括物理气相沉积法与化学气相沉积法。气相法适用于大面积器件的制备,同时可以避免旋涂法制备过程中有毒溶剂的使用。另一方面,由于控制前驱体的相对比例并非易事,气相法对设备性能提出较高要求,高质量膜层的制备难度较高

2、旋涂法:旋涂法工艺相对简单,为目前主流的钙钛矿吸光层制备方法。按照步骤的不同可进一步分为一步法、两步法。其中,一步法指将钙钛矿的原料全部加入溶剂中,完全溶解后形成前驱溶液,前驱体溶液旋涂于基板上,溶剂在高速旋转中挥发,溶质留在基板上结晶形成钙钛矿薄膜。

两步法指,首先将PbX2溶于溶剂,旋涂在基底上成膜;然后将PbX2浸泡在溶液中或再次旋涂于基板上,与PbX2膜反应生成钙钛矿。

钙钛矿电池检测设备需求


钙钛矿太阳能电池主要检测设备主要有电池片及组件的功率IV检测设备、缺陷EL检测设备、外观PL检测设备、三种检测设备为钙钛矿电池制备生产保驾护航。



内容来源:全球光伏

内容编辑:爱疆科技-小疆

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