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一种三明治结构金属电极及钙钛矿太阳能电池

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-17 11:58:03

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王正伦 | 2023-10-17 11:58:03

1.一种用于钙钛矿太阳电池的三明治结构金属电极,其特征在于,包括:金属层(520)、位于所述金属层下方的第一金属氧化物层(510)以及位于所述金属层上方的第二金属氧化物层(530)。2.根据权利要求1所述的用于钙钛矿太阳电池的三明治结构金属电极,其特征在于,所述金属层(520)选自Ag金属层、Au金属层、Cu金属层、Mo金属层、Bi金属层、Sn金属层、Al金属层、Mg金属层、Zn金属层、Pt金属层、Ti金属层中的一种,或者选自Bi/Sn合金层、Bi/Cu合金层、Ti/Al合金层中的一种。3.根据权利要求1所述的用于钙钛矿太阳电池的三明治结构金属电极,其特征在于,所述第一金属氧化物层(510)选自MgO层、Al2O3层、ZnO层、CdO层、ZrO2层、SnO2层、In2O3层、NiO层、Cr2O3层、TiO2层或BaO中的一种;所述第二金属氧化物层(530)选自MgO层、Al2O3层、ZnO层、CdO层、ZrO2层、SnO2层、In2O3层、NiO层、Cr2O3层、TiO2层或BaO中的一种。4.根据权利要求3所述的用于钙钛矿太阳电池的三明治结构金属电极,其特征在于,所述第一金属氧

本实用新型涉及一种用于钙钛矿太阳电池的三明治结构金属电极及钙钛矿太阳能电池,包括:金属层、位于金属层下方的第一金属氧化物层以及位于金属层上方的第二金属氧化物层。基于本实用新型的用于钙钛矿电池的三明治结构金属电极,在金属层和电荷传输层之间设置第一金属氧化物层,可以阻止金属扩散对下层钙钛矿材料掺杂,以及防止钙钛矿中离子和分子的扩散和挥发,从而影响钙钛矿材料的稳定性;且在金属层上设置第二金属氧化物层可保护电极免受外界氧气和水分的侵蚀,可进一步保护钙钛矿层和其他功能层免受外部有害因素的影响,从而增强整个钙钛矿太阳能电池器件的稳定性。

随着人类社会的发展,人们对能源的需求越来越大,然而传统的化石能源是不可再生的,而且传统化石能源的过度使用也造成了环境污染、温室效应、能源危机等一系列问题。因此寻找一种清洁可再生能源对人类未来发展至关重要。为此,研究者对可再生能源特别是太阳能电池的研究日益关注。而钙钛矿太阳能电池(钙钛矿太阳能电池)以光电转化效率高、成本更加低廉的优点,而具有广泛产业化的巨大优势。并且,近期钙钛矿太阳能电池的效率已经突破了25.7%,更加凸显的了其作为新型能源的优势。相对于钙钛矿太阳能电池的光电转换效率的不断提升,其稳定性提高的有关研究却相对滞后。钙钛矿材料对空气中的水和氧比较敏感,极易受水、氧侵袭而发生变性甚至降解,此外还会受到温度的影响。稳定性问题成为制约钙钛矿太阳能电池应用的关键,是钙钛矿太阳能电池长期发展需要解决的重要问题,已发现,除了加强钙钛矿层本身和开发器件外封装技术外,将阻隔势垒集成到钙钛矿太阳能电池中对于提高整器件的长期稳定性同样具有重要的意义,目前,为了提高钙钛矿太阳能电池的稳定性,所设计的阻隔势垒大多是在钙钛矿太阳能电池的金属电极和电荷传输层之间插入一层较薄的金属或有机绝缘材料,如若过薄则起不到阻隔势垒的作用,因此需要严格控制其厚度,这大大增加了器件制备的难度,如若过厚,器件的串联电阻过大,器件性能下降。因此,开发兼具稳定性和良好电池性能的钙钛矿电池仍是钙钛矿太阳能电池具有重要意义。

华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”“985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

基于本实用新型的钙钛矿太阳能电池中,三明治结构电极整体是致密的,可以防止外界空气和水分对下层结构的第一载流子传输层、钙钛矿吸收层和第二载流子传输层的侵蚀,从而增强整个钙钛矿太阳能电池器件的稳定性。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。