[0021] 下面参照附图对本发明进行更全面的描述,其中说明本发明的示例性实施例。
[0022] 如图1所示,是本发明高效光伏转化材料的光伏发电结构的结构示意图。其中,从下往上依次是:衬底1、第二电极2、电子传输层3、多孔层4、钙钛矿吸光层5、空穴传输层6、第一电极7。
[0023] 下面将详细介绍本发明的高效光伏转化材料及其光伏发电结构。
[0024] 本发明使用的衬底1能维持一定的硬度。衬底1也可以具有透光性。可以使用例如玻璃基板或塑料基板(包含塑料薄膜)。此外,在第一电极7具有透光性的情况下,衬底1也可以不具有透光性。即,可以使用不透明的材料来形成衬底1。例如可以使用金属、陶瓷、树脂材料。
[0025] 第二电极2由对可见光透明的导电性物质或金属构成,可以使用通常的光电转换元件,或者用于液晶面板等的公知物质。例如可列举铟/锡氧化物(以下,称为ITO),氟掺杂氧化锡(以下,称为FTO),锑掺杂氧化锡(以下,称为ATO),铟/锌氧化物,铌/钛氧化物,石墨烯,金,银,Pt,Ti,Cr等金属,可以是单独或是复数叠层。第二电极的厚度优选的是5nm~100μm,更优选的是50nm~10μm。同时,也可以使用金属导线等。金属导线的材质可列举铝,铜,银,金,白金,镍等的金属。金属导线可以列举通过蒸镀、阴极真空喷镀、压焊等设置在基板上,并在其上设置ITO、FTO的方法。
[0026] 电子传输层3包含半导体。特别优选带隙为3.0eV以上的半导体。通过以带隙为3.0eV以上的半导体形成电子传输层3,可以使可见光或红外光透射至钙钛矿吸光层5。作为半导体的例子,可列举出有机或无机的n型半导体。
[0027] 作为有机的n型半导体,可列举出例如酰亚胺化合物、醌化合物、富勒烯及其衍生物,聚(3,4-乙撑二氧噻吩)、聚苯乙烯磺酸钠盐(PEDOT:PSS)。此外作为无机的n型半导体,可列举出例如金属元素的氧化物、钙钛矿型氧化物。作为金属元素的氧化物,可列举出例如Cd、Zn、In、Pb、Mo、W、Sb、Bi、Cu、Hg、Ti、Ag、Mn、Fe、V、Sn、Zr、Sr、Ga、Cr的氧化物。作为更具体的例子,可列举出TiO2。作为钙钛矿型氧化物的例子,可列举出SrTiO3、CaTiO3。
[0028] 此外,电子传输层3也可以通过带隙大于6eV的物质形成。作为带隙大于6eV的物质,可列举出例如氟化锂等碱金属的卤化物、氟化钙等碱土类金属的卤化物、氧化镁等碱金属氧化物、二氧化硅。该情况下,为了确保电子传输层3的电子传输性,电子传输层3的厚度也可以为10nm以下。电子传输层3也可以包含由彼此不同的材料构成的多个层。
[0029] 多孔层4成为形成钙钛矿吸光层5时的基座。多孔层4不会阻碍钙钛矿吸光层5的光吸收、和从钙钛矿吸光层5向电子传输层3的电子移动。
[0030] 多孔层4包含多孔质体。作为多孔质体,可列举出例如绝缘性或半导体性的粒子连接而成的多孔质体。作为绝缘性的粒子,可以使用例如氧化铝、氧化硅的粒子。作为半导体粒子,可以使用无机半导体粒子。作为无机半导体,可以使用金属元素的氧化物、包含金属元素的钙钛矿型氧化物、金属元素的硫化物、金属硫族化合物。作为金属元素的氧化物的例子,可列举出Cd、Zn、In、Pb、Mo、W、Sb、Bi、Cu、Hg、Ti、Ag、Mn、Fe、V、Sn、Zr、Sr、Ga、Cr的氧化物。作为更具体的例子,可列举出TiO2。作为金属元素的钙钛矿型氧化物的例子,可列举出
SrTiO3、CaTiO3。作为金属元素的硫化物的例子,可列举出CdS、ZnS、In2S3、PbS、Mo2S、WS2、Sb2S3、Bi2S3、ZnCdS2、Cu2S。作为金属硫族化合物的例子,可列举出CdSe、In2Se3、WSe2、HgS、PbSe、CdTe。
[0031] 多孔层4的厚度优选0.01μm以上且10μm以下,进一步优选0.1μm以上且1μm以下。此外,多孔层4的表面粗糙度越大越优选。具体而言,以有效面积/投影面积给出的表面粗糙度系数优选为10以上,进一步优选为100以上。另外,投影面积是指对物体从正前方以光照射时,在背面产生的影子的面积。所谓有效面积是物体的实际的表面积。有效面积可以根据由物体的投影面积及厚度求出的体积和构成物体的材料的比表面积及体积密度进行计算。
[0032] 钙钛矿吸光层5通过高效光伏转化材料的前驱体溶液形成。高效光伏转化材料的前驱体溶液的制备方法包括如下依次步骤:(1)将BX2和B’X2按照摩尔比c:1-c混合后,加入适量的双腈类2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷进行混合,得到金属卤化物混合物;(2)将AX加入到所述金属卤化物混合物进行混合,形成原料混合物;(3)将所述原料混合物加入N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)或者γ-丁内酯溶剂中混合,进行热处理后,即得高效光伏转化材料的前驱体溶液。其中,A为CH3NH3+或NH2CH=NH2+,B为Pb2+,B’为Cu2+、Zn2+或Fe2+,X为Cl-、Br-或I-,0刀混合机、螺带混合机、无重力混合机、V型混合机、双螺旋锥形混合机、高低速液体混拌机、行星动力混合机、磁力搅拌机等。只要将混合物混合均匀即可。混合时间可以根据实际情况确定,通常在2-10h。
[0033] 钙钛矿吸光层5的厚度也因其光吸收的大小而异,但作为一个例子,为100nm~1000nm。钙钛矿吸光层5可以使用浸渍法、旋转涂布法、喷涂法、浸透法、辊式涂布法、气刀涂布法等而形成。此外,钙钛矿吸光层5也可以与电子传输层3或空穴传输层6在边界以一部分混合存在。
[0034] 空穴传输层6可以是液体电解液、固体空穴传输性化合物的任意一种,优选的是使用固体空穴传输性化合物。
[0035] 液体电解液时优选含有电解质,溶剂以及添加物。电解质优选的是,可使用碘化锂,碘化钠,碘化钾,碘化铯或是碘化钙等的金属碘化物-碘的组合,碘化四烷铵,碘化吡啶或是碘化咪唑啉等的4级铵化合物的碘盐-碘的组合,溴化锂,溴化钠,溴化钾,溴化铯或是溴化钙等的金属溴化物-溴的组合,溴化四烷铵或是溴化吡啶等的4级铵化合物的溴盐-溴的组合,氰亚铁酸盐-氰铁酸盐或是二茂铁-二茂铁离子等的金属络合物,聚硫化钠或是烷基硫醇-烷基二硫化物等的硫化物,紫罗碱色素,氢醌-醌或是钴等的金属络合物或是氮氧自由基化合物等。
[0036] 电解质可以单独组合也可以混合。作为电解质使用碘化眯唑啉等的离子液体时,也可以不用特别使用溶剂。
[0037] 电解液中电解质浓度优选的是,0.05~20M,更优选的是0.1~15M。
[0038] 电解液使用的溶剂优选的是,乙烯碳酸酯或是丙烯碳酸酯等的碳酸酯系溶剂,3-甲基-2-唑烷酮等的杂环化合物,二氧杂环乙烷,二乙醚或是二乙醇二烷基醚等的醚系溶剂,甲醇,乙醇或是聚丙二醇单烷基醚等的醇系溶剂,乙腈或是氰苯等的腈系溶剂或者二甲基亚砜或是环砜烷等的非质子极性溶剂等。并且,t-丁基吡啶,2-甲基吡啶,2,6-卢剔啶等的碱性化合物,混合使用也可。
[0039] 电解质也可以通过添加聚合物、添加油凝胶化剂、含有多官能单体类聚合、聚合物的交联反应等的手法使其凝胶化。
[0040] 添加聚合物使其凝胶化时,作为优选的聚合物,可列举聚丙烯腈,聚偏二氟乙烯等。
[0041] 添加油凝胶化剂使其凝胶化时,作为优选的凝胶化剂,可列举二亚苄基-D-山梨糖醇,胆固醇衍生物,氨基酸衍生物,反-(1R,2R)-1,2-环己烷二胺的烷基酰胺衍生物,烷基尿素衍生物,N-辛基-D-葡萄糖酰胺安息香酸酯,双头型氨基酸衍生物,4级铵衍生物等。
[0042] 多官能单体聚合时,作为优选的单体,可列举二乙烯苯,乙二醇二甲基丙烯酸酯,乙二醇二丙烯酸酯,二乙二醇二甲基丙烯酸酯,三乙二醇二甲基丙烯酸酯,季戊四醇三丙烯酸酯,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等。
[0043] 并且,也可以含有丙烯酸酰胺或是甲基丙烯酸酯等的丙烯酸,α-烷基丙烯酸衍生出的酯类、酰胺类,马来酸二甲酯或是富马酸二乙酯等的马来酸、富马酸衍生出的酯类,丁二烯或是环戊二烯等的二烯类,苯乙烯,p-氯苯乙烯或是苯乙烯磺酸钠等的芳香族乙烯化合物,乙烯酯类,丙烯腈,甲基丙烯腈,含氮杂环的乙烯化合物,含有4级铵盐的乙烯化合物,N-乙烯甲酰胺,乙烯磺酸,偏二氟乙烯,乙烯烷基醚类或者N-苯基马来酰亚胺等的含有单官能单体的。单体占总量的多官能单体优选的是,0.5~70质量%,更优选的是1.0~50质量%。
[0044] 上述单体可以通过自由基聚合。凝胶电解质用单体可以通过加热、光、电子射线、电化学等方法使其自由基聚合。
[0045] 交联高分子通过加热形成时,使用的聚合引发剂优选的是,2,2′-偶氮二异丁腈,2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)或是二甲基-2,2′-偶氮双(2-丙酸甲酯)等的偶氮系引发剂或者过氧化苯甲酰等的过氧化物类引发剂等。
[0046] 这些聚合引发剂的添加量相对于单体总量,优选的是0.01~20质量%,更优选的是0.1~10质量%。
[0047] 通过聚合物的交联反应使电解质凝胶化时,优选的是含有对于交联反应必要的反应性基团的聚合物和交联剂混合使用。
[0048] 作为可能交联的反应性基团的优选例,可列举吡啶,咪唑,硫醇,噁唑,三唑,吗啉,哌啶,哌嗪等的含氮杂环。作为优选的交联剂,可列举卤化烷基,卤化芳烷基,磺酸酯,酸酐,酸氯化物,相对于异氰酸酯等的氮原子,可能发生亲电子反应的2官能以上的试剂。
[0049] 固体空穴传输化合物可以是无机化合物、有机化合物的任意一种,优选的是使用有机化合物。
[0050] 使用无机固体化合物的无机空穴传输层将例如碘化铜、硫氰化铜等通过挤塑法,涂布法,旋转涂布法,浸渍法,电解电镀等的手法形成。有机固体化合物时,可以是单一材料形成的单层构造也可以是由复数化合物形成的叠层构造。
[0051] 作为单独使用的单层构造中使用的有机空穴传输材料,可使用公知的有机空穴传输性化合物。作为其具体例,可列举,Spiro-OMeTAD(2,2',7,7'-四(N,N-二对甲氧基苯基氨基)-9,9'-螺联芴),聚(3-n-己基噻吩),聚(3-n-辛氧基噻吩),聚(9,9’-二辛基-芴-CO-并噻吩),聚(3,3”’-二月桂烷基-四噻吩),聚(3,6-二辛基噻吩[3,2-b]噻吩),聚(2,5-双(3-癸基噻吩-2-基)噻吩[3,2-b]噻吩),聚(3,4-二癸基噻吩-CO-噻吩[3,2-b]噻吩),聚(3,6-二辛基噻吩[3,2-b]噻吩-CO-噻吩[3,2-b]噻吩),聚(3,6-二辛基噻吩[3,2-b]噻吩-CO-噻吩)或是聚(3,6-二辛基噻吩[3,2-b]噻吩-CO-并噻吩)等的聚噻吩化合物,聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯撑乙烯],聚[2-甲氧基-5-(3,7-二甲基辛氧基)-1,4-苯撑乙烯]或是聚[(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基(ethylphexyloxy))-1,4-苯撑乙烯)-CO-(4,4’-亚联苯基-亚乙烯基)]等的聚苯撑乙烯化合物,聚(9,9’-二月桂烷基芴基-2,7-二基),聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基芴)-alt-CO-(9,10-蒽)],聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基芴)-alt-CO-(4,4’-亚联苯基)],聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基芴)-alt-CO-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基)]或是聚[(9,9-二辛基-2,7-二基)-CO-(1,4-(2,5-二己氧基)苯)]等的聚芴化合物,聚[2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基],聚[2,5-二(2-乙基己氧基-1,4-亚苯基]等的聚亚苯基化合物,聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-alt-CO-(N,N’-二苯基)-N,N’-二(p-己基苯基)-1,4-二氨基苯],聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-alt-CO-(N,N’-双(4-辛氧基苯基)对二氨基联苯-N,N’-(1,4-二亚苯基)],聚[(N,N’-双(4-辛氧基苯基)对二氨基联苯-N,N’-(1,4-二亚苯基)],聚[(N,N’-双(4-(2-乙基己氧基)苯基)对二氨基联苯-N,N’-(1,4-二亚苯基)],聚[苯基亚氨基-1,4-苯撑乙烯-2,5-二辛氧基-1,4-苯撑乙烯-1,4-亚苯基],聚[p-甲苯胺-1,4-苯撑乙烯-2,5-二(2-乙基己氧基)-1,4-苯撑乙烯-1,4-亚苯基]或是聚[4-(2-乙基己氧基)苯基亚氨基-1,4-亚联苯基]等的聚芳氨基化合物或者聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-alt-CO-(1,4-苯并(2,1’,3)噻重氮]或是聚(3,4-二癸基噻吩-CO-(1,4-苯并(2,1’,3)噻重氮)等的聚噻重氮化合物。其中,考虑载体移动度、离子化电势,特别优选聚噻吩化合物和聚芳氨基化合物。
[0052] 并且,也可以在上述所示的固体空穴传输化合物中添加各种添加剂。作为添加剂,可列举例如碘,碘化锂,碘化钠,碘化钾,碘化铯,碘化钙,碘化铜,碘化铁或是碘化银等的金属碘化物,碘化四烷铵或是碘化吡啶等的4级铵盐,溴化锂,溴化钠,溴化钾,溴化铯或是溴化钙等的金属溴化物,溴化四烷铵或是溴化吡啶等的4级铵化合物的溴盐,氯化铜或是氯化银等的金属氯化物,醋酸铜,醋酸银或是醋酸钯等的醋酸金属盐,硫酸铜或是硫酸锌等的金属硫酸盐,氰亚铁酸盐-氰铁酸盐或是二茂铁-二茂铁离子等的金属络合物,聚硫化钠或是烷基硫醇-烷基二硫化物等的硫化物,紫罗碱色素,氢醌等,碘化1,2-二甲基-3-n-丙基咪唑盐,碘化1-甲基-3-n-己基咪唑啉盐,1,2-二甲基-3-乙基咪唑啉三氟甲烷磺酸盐,1-甲基-3-丁基咪唑啉九氟丁基磺酸盐,吡啶,4-t-丁基吡啶或是苯并咪唑等的碱性化合物,或者锂三氟甲烷磺酰亚胺或是锂二异丙基酰亚胺等的锂化合物等。
[0053] 出于提高导电性的目的,也可以添加使有机固体化合物的一部分变成自由基阳离子的氧化剂。作为氧化剂,可列举六氯锑酸三(4-溴苯酚)铵,六氟锑酸盐银,四氟硼酸亚硝,硝酸银等。并且,没有必要通过添加氧化剂使所有的有机空穴传输材料全部氧化,也可以是一部分氧化。并且,添加的氧化剂在添加后,可以取出到体系外,也可以不取出。
[0054] 有机空穴传输层的调制方法没有特别限定,可列举真空蒸镀等的在真空中形成薄膜的方法、湿式成膜法等。考虑到制造成本等,特别优选的是湿式成膜法。
[0055] 使用湿式成膜法时,涂布方法没有特别限定,可以根据公知的方法进行。涂布方法可以使用例如浸透法,喷涂法,拉丝锭涂布法,旋转涂布法,辊式涂布法,刮刀涂布法,拉丝锭涂布法等。并且,也可以使用凸版,偏移,照相凹版印刷,凹版,橡胶版,丝网印刷等印刷法。并且,也可以在超临界流体或者亚临界流体中成膜。
[0056] 作为超临界流体,在气体和液体可以共存的限界(临界点)之上的温度/压力区域,作为非凝集性高密度流体存在,即使压缩也不会凝集,处于临界温度以上,且临界压力以上的状态,只要这样状态的流体即可,没有特别限定。超临界流体可以根据目的选择合适的物质,优选临界温度低的物质。
[0057] 作为超临界流体,例如一氧化碳,二氧化碳,氨,氮,水,甲醇,乙醇或是n-丁醇等的醇系溶剂,乙烷,丙烷,2,3-二甲基丁烷,苯或是甲苯等的烃系溶剂,氯乙烯或是氯三氟甲烷等的卤素系溶剂或者二甲基醚等的醚系溶剂比较适合。
[0058] 其中,特别优选二氧化碳,其临界压力为7.3MPa,临界温度为31℃,很容易达到超临界状态,同时,具有不燃性,使用方便。并且,这些流体可以单独使用,也可以二种以上混合使用。
[0059] 作为亚临界流体,在临界点附近的温度及压力区域,作为高压液体存在,只要具有上述特性即可,没有特别限定,可以根据目的选择合适的物质。
[0060] 上述作为超临界流体列举的化合物,也可以作为亚临界流体合适地使用。
[0061] 并且,超临界流体的临界温度以及临界压力没有特别限定,可以根据目的合适地选择,作为临界温度,优选的是,-273℃以上300℃以下,特别优选的是0℃以上200℃以下。
[0062] 再有,也可以在上述超临界流体以及亚临界流体外,并用有机溶剂、夹带剂。通过添加有机溶剂以及夹带剂,可以使得超临界流体中的溶解度的调整更加容易。
[0063] 作为这样的有机溶剂,没有特别限定,可列举例如丙酮,甲基乙基酮或是甲基异丁基酮等的酮系溶剂,甲酸乙酯,乙酸乙酯或是醋酸n-丁酯等的酯系溶剂,二异丙基醚,二甲氧基乙烷,四氢呋喃,二氧戊环或是二氧杂环乙烷等的醚系溶剂,N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲乙酰胺或是N-甲基-2-吡咯烷酮等的酰胺系溶剂,二氯甲烷,三氯甲烷,三溴甲烷,碘甲烷,二氯乙烷,三氯乙烷,三氯乙烯,氯苯,o-二氯苯,氟苯,溴苯,碘苯或是1-氯奈等的卤化烃系溶剂或者n-戊烷,n-己烷,n-辛烷,1,5-己二烯,环己烷,甲基环己烷,环己二烯,苯,甲苯,o-二甲苯,m-二甲苯,p-二甲苯,乙苯或是枯烯等的烃系溶剂等。
[0064] 并且,设置无机以及有机化合物后,也可以实施加压处理。通过加压处理,可以改善光电转换特性。
[0065] 作为加压处理方法,没有特别限定,可列举IR锭剂整形器为代表的使用平板的加压成型法,使用辊等的加压辊法等。作为加压处理时的压力,优选10kgf/cm2以上,更优选30kgf/cm2以上。加压处理的时间没有特别限定,优选1小时以内。并且,加压处理时也可以加热。
[0066] 并且,上述加压处理时,也可以在加压机和电极之间夹持脱模材。作为脱模材,可列举例如聚四氟乙烯,聚氯三氟乙烯,四氟乙烯六氟丙烯共聚物,全氟烷氧基氟树脂,聚偏二氟乙烯,乙烯四氟乙烯共聚物,乙烯氯三氟乙烯共聚物,聚氟化乙烯等的氟树脂。
[0067] 实施上述加压处理工序后,也可以在有机空穴传输化合物和第一电极7之间设置金属氧化物。作为金属氧化物,可列举例如氧化钼,氧化钨,氧化钒,氧化镍等,特别优选氧化钼。
[0068] 将金属氧化物设置在有机空穴传输化合物上的方法没有特别限定,可列举阴极真空喷镀、真空蒸镀等的真空中形成薄膜的方法、湿式成膜法。湿式成膜法优选调制金属氧化物的粉末或者溶胶分散的膏体、涂布在空穴传输层6上的方法。
[0069] 使用湿式成膜法时,涂布方法没有特别限定,可以根据公知的方法进行。涂布方法可以使用浸透法,喷涂法,拉丝锭涂布法,旋转涂布法,辊式涂布法,刮刀涂布法,拉丝锭涂布法等。并且,也可以使用凸版、偏移、照相凹版印刷、凹版、橡胶版、丝网印刷等的印刷法。
[0070] 金属氧化物的膜厚,没有特别限定,优选0.1~50nm,更优选1~10nm。
[0071] 本发明中的第一电极7在空穴传输层6上形成。作为第一电极,可列举白金,金,银,铜,铝,铑或是铟等的金属,石墨,富勒烯或是碳纳米管等的碳系化合物,ITO,氟掺杂氧化锡(FTO),锑掺杂氧化锡(ATO)等的导电性金属氧化物或者聚噻吩或是聚苯胺等的导电性高分子等。第一电极的膜厚没有特别限定。并且,第一电极可以由上述材料单独或者2种以上混合或者叠层使用。
[0072] 以下通过实施例对本发明具体地进行说明,并且对本发明的光伏发电结构进行测试和评价。
[0073] 实施例1
[0074] 称取11.1克PbCl2和8.1克CuCl2放入球磨机中混合0.5h,然后称取1.3克3,9-双(3-氰乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷,加入球磨机混合1h,接着称取13.5克CH3NH3Cl加入球磨机混合1h后得到原料混合物。将原料混合物放入磁力搅拌器,在80℃下搅拌反应12h,得到高效光伏转化材料的前驱体溶液。
[0075] 选取商用的具有第二电极的衬底,可以从日本板硝子购入形成有氟掺杂SnO2层的厚度为1mm的导电性玻璃衬底。在氟掺杂SnO2层上通过溅射法形成厚度约为30nm的氧化钛层作为电子传输层3。接着使平均粒径为20nm的高纯度氧化钛粉末分散到乙基纤维素中,制作氧化钛浆料。在电子传输层3上涂布氧化钛浆料并进行干燥,然后在500℃下、空气中进行30分钟烧成。由此,形成厚度为0.2μm的多孔质氧化钛层作为多孔层4。接着,将高效光伏转化材料的前驱体溶液旋涂到多孔层4上,在130℃的热板上进行热处理。由此,形成了钙钛矿吸光层5。接着,制作以60mmol/L的浓度包含Spiro-OMeTAD、以30mmol/L的浓度包含LiTFSI(双(氟磺酰基)酰亚胺锂)、以200mmol/L的浓度包含tBP(4-叔丁基吡啶)的氯苯溶液。将该溶液旋涂到钙钛矿吸光层5上,制作空穴传输层6。最后,在空穴传输层5上蒸镀80nm的金,制作第一电极7。即得到本发明的光伏发电结构。
[0076] 采用本实施例制备方法得到的光伏发电结构在模拟太阳光下检测到开路电压在1.08 V,短路电流为18.42 mA·cm-2,填充因子0.67,光电转换效率12.8%,在85℃高温、模拟太阳光辐照和最大能量点下,经过100小时后,光电转化效率为10.3%。
[0077] 本实施例在检测时所用的模拟太阳光是由Oriel公司出售的450瓦氙光源设备发出的,检测设备具体是吉时利公司出售的Keithley 2400型源测量单元仪器。所述的最大能量点指的是Oriel公司出售的450瓦氙光源设备发出的。
[0078] 实施例2
[0079] 除了将8.1克CuCl2替换为8.2克ZnCl2之外,其余同实施例1。
[0080] 采用本实施例制备方法得到的光伏发电结构在模拟太阳光下检测到开路电压在1.12V,短路电流为20.17 mA·cm-2,填充因子0.71,光电转换效率13.2%,在85℃高温、模拟太阳光辐照和最大能量点下,经过100小时后,光电转化效率为10.3%。
[0081] 实施例3
[0082] 除了将8.1克CuCl2替换为7.6克FeCl2之外,其余同实施例1。
[0083] 采用本实施例制备方法得到的光伏发电结构在模拟太阳光下检测到开路电压在1.09V,短路电流为19.25 mA·cm-2,填充因子0.70,光电转换效率12.1%,在85℃高温、模拟太阳光辐照和最大能量点下,经过100小时后,光电转化效率为10.1%。
[0084] 对比例1
[0085] 除了不加入3,9-双(3-氰乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷之外,其余同实施例1。
[0086] 采用本实施例制备方法得到的光伏发电结构在模拟太阳光下检测的光电转换效率为11.5%。在85℃高温、模拟太阳光辐照和最大能量点下,经过100小时后,光电转化效率为3.4%。
[0087] 对比例2
[0088] 除了不加入CuCl2之外,其余同实施例1。
[0089] 采用本实施例制备方法得到的光伏发电结构在模拟太阳光下检测的光电转换效率为14.8%。在85℃高温、模拟太阳光辐照和最大能量点下,经过100小时后,光电转化效率为4.7%。
[0090] 对比例3
[0091] 除了将8克CuCl2替换为12.5克的BaCl2之外,其余同实施例1。
[0092] 采用本实施例制备方法得到的光伏发电结构在模拟太阳光下检测的光电转换效率为11.3%。在85℃高温、模拟太阳光辐照和最大能量点下,经过100小时后,光电转化效率为3.9%。
[0093] 对比例4
[0094] 除了将1.3克的3,9-双(3-氰乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷替换为1.1克的3,9-二乙烯基-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷之外,其余同实施例1。
[0095] 采用本实施例制备方法得到的光伏发电结构在模拟太阳光下检测的光电转换效率为10.7%。在85℃高温、模拟太阳光辐照和最大能量点下,经过100小时后,光电转化效率为4.2%。
[0096] 对比例5
[0097] 除了不加入CuCl2和3,9-双(3-氰乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、以及将11.1克PbCl2替换为27.8克PbCl2之外,其余同实施例1。
[0098] 采用本实施例制备方法得到的光伏发电结构在模拟太阳光下检测的光电转换效率为14.1%。在85℃高温、模拟太阳光辐照和最大能量点下,经过100小时后,光电转化效率为5.3%。
[0099] 由实施例和对比例可以看出, Cu2+、Zn2+或Fe2+掺杂和3,9-双(3-氰乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷改性处理产生了协同作用,能够有效的提高钙钛矿太阳能电池在高温下的热稳定性。
[0100] 以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。