中南大学杨英获国家专利权
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龙图腾网获悉中南大学申请的专利一种协同改善缺陷及离子迁移的高效、空气湿度稳定钙钛矿太阳能电池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:CN115605029B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-24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:202211179575.5,技术领域涉及:H10K30/50;该发明授权一种协同改善缺陷及离子迁移的高效、空气湿度稳定钙钛矿太阳能电池是由杨英;朱从潭;陈甜;郭学益设计研发完成,并于2022-09-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种协同改善缺陷及离子迁移的高效、空气湿度稳定钙钛矿太阳能电池在说明书摘要公布了:一种协同改善缺陷及离子迁移的高效、空气湿度稳定钙钛矿太阳能电池,具有钙钛矿活性层,钙钛矿材料的化学式为FAxMAyCszPbX3,x+y+z=1,X选自I,Br,Cl中的一种、两种或三种元素;所述钙钛矿活性层中还含有可变价材料。本发明采用可变价材料作为钙钛矿前驱液中添加剂,利用阳离子钝化Pb0、I0缺陷,阴离子与未配位Pb2+等缺陷作用改善钙钛矿晶体相稳定性;可进一步采用正负电聚合物在钙钛矿薄膜两侧进行双面钝化,利用正负电聚合物钝化氧空位、Pb2+等缺陷,同时阻挡界面处离子迁移;本发明的钙钛矿电池器件兼具高光电转化效率和高湿度稳定性。
本发明授权一种协同改善缺陷及离子迁移的高效、空气湿度稳定钙钛矿太阳能电池在权利要求书中公布了:1.一种协同改善缺陷及离子迁移的高效、空气湿度稳定钙钛矿太阳能电池,具有钙钛矿活性层,其特征在于,钙钛矿材料的化学式为FAxMAyCszPbX3,x+y+z=1,X选自I,Br,Cl中的一种、两种或三种元素;所述钙钛矿活性层中还含有可变价材料; 所述可变价材料为:含Ni2+和Ni3+的物质、含Cu+和Cu2+的物质、含Co3+和Co2+的物质、SeCN和SeCN2的组合、二硫化物和硫醇盐的组合、二茂铁和二茂铁盐的组合中的一种或两种以上; 还设有电子传输层、负电聚合物层、正电聚合物层、和空穴传输层; 所述负电聚合物层位于电子传输层与钙钛矿活性层之间,所述正电聚合物层位于钙钛矿活性层与空穴传输层之间,负电聚合物层和正电聚合物层都与所述钙钛矿活性层相邻; 制备方法包括以下步骤: 1以干净的透明导电玻璃作为透明导电衬底; 2在所述透明导电衬底的表面制备电子传输层; 3在所述电子传输层的表面制备负电聚合物层; 4在所述负电聚合物层的表面制备钙钛矿活性层; 5在所述钙钛矿活性层的表面制备正电聚合物层; 6在所述正电聚合物层的表面制备空穴传输层; 7在所述空穴传输层的表面制备电极层; 所述透明导电衬底为FTO、ITO或AZO;所述电子传输层的材料为TiO2、SnO2、ZrO2、ZnO中的一种或两种以上;所述负电聚合物层的材料为聚丙烯醇、聚丙烯酰胺、聚偏氟乙烯中的一种或两种以上;所述正电聚合物层的材料为聚苯胺、聚吡咯、聚乙烯亚胺、聚对苯炔、聚对苯炔衍生物、聚噻吩中的一种或两种以上;所述空穴传输层的材料为Spiro-OMeTAD、P3HT、PTAA、CuSCN、碘化亚铜、聚噻吩类、三芳胺类中的一种或两种以上;所述电极层的材料为金、银、铝、铂、铜中的一种或两种以上; 所述电子传输层的材料的厚度为20~1500nm;所述负电聚合物层的厚度为10~100nm;所述正电聚合物的厚度为10~100nm;所述空穴传输层的厚度为20~400nm;所述电极层的厚度为50~150nm; 所述电子传输层通过旋涂、溅射、印刷或喷涂工艺来制作;所述负电聚合物层通过旋涂、印刷或喷涂工艺来制作;所述正电聚合物层通过旋涂、印刷或喷涂工艺来制作;所述空穴传输层通过旋涂、溅射、印刷或喷涂工艺来制作;所述电极层通过蒸发镀膜或溅射工艺来制作; 所述钙钛矿活性层的厚度为200~1000nm;钙钛矿活性层的制备方法为:采用旋涂法或涂布法,旋涂或涂布结束前使用或不使用反溶剂,旋涂或涂布结束后进行热处理成膜; 所述旋涂法为一步旋涂法或两步旋涂法; 所述一步旋涂法,是将钙钛矿的原料制成钙钛矿前驱液进行旋涂,所述可变价材料添加在钙钛矿前驱液中; 两步旋涂法中,钙钛矿前驱液分为含Pb的前驱液A和含剩余原料的前驱物B;所述两步旋涂法,是先旋涂前驱液A,再旋涂前驱物B,所述可变价材料添加在前驱液A中; 所述涂布法为一步涂布法或两步涂布法; 所述一步涂布法,是将钙钛矿的原料制成钙钛矿前驱液进行涂布,所述可变价材料添加在钙钛矿前驱液中; 两步涂布法中,钙钛矿前驱液分为含Pb的前驱液A和含剩余原料的前驱物B;所述两步涂布法,是先涂布前驱液A,再涂布前驱物B,所述可变价材料添加在前驱液A中。
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