科创中国
HxMoO3-y纳米材料、HxMoO3-y电极以及包含其的太阳能电池及制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-10-14 09:16:13
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 门松 | 2022-10-30 10:36:18
本申请涉及太阳能电池技术领域。公开了一种新型HxMoO3‑y纳米材料、包含该纳米材料的HxMoO3‑y薄膜电极、以及包含该电极的钙钛矿太阳能电池及他们的制备方法。该纳米材料包含HxMoO3‑y形成的直径为50～190nm、长度为0.1～20μm的纳米带，由其可以形成一种可以用作钙钛矿太阳能电池的对电极的HxMoO3‑y薄膜电极。这种新型电极材料的功函与钙钛矿的能级更加匹配，有效降低了电荷传输势垒；其次，该新型材料的导电性优于碳电极，能够更有效地收集电荷；再次，与Au/Ag电极相比，该新型电极材料的生产成本较低。
一种太阳能电池，所述太阳能电池的结构由下至上包括：透明导电基底、空穴阻挡层、介孔电子传输层、介孔骨架层和电极层，其中，所述介孔骨架层和电极层中渗透有钙钛矿吸光材料，所述电极层为包含HxMoO3-y纳米材料的HxMoO3-y薄膜电极，所述纳米材料包含HxMoO3-y形成的直径为50～190nm、长度为0.1～20μm的纳米带，0＜x≤1，0≤y≤1。通过采用这种新型HxMoO3‑y电极制备了钙钛矿太阳能电池，尤其是可以应用于无空穴传输层的钙钛矿太阳能电池中，可以得到高效稳定的钙钛矿太阳能电池。
太阳能电池是直接将太阳能变成电能的装置，其发展经历了三个阶段:第一代是以晶体硅为基础的硅系太阳能电池。由于硅系太阳能电池制造过程中能耗高、污染大，再加上复杂的生产工艺和高昂的生产成本，尚不能满足大规模应用需求。为此，人们开发了以铜铟镓硒(CIGS)和碲化镉(CdTe)为代表的第二代化合物薄膜太阳能电池。与第一代太阳能电池相比，第二代太阳能电池的预期成本更低，但是也存在关键材料元素地壳丰度不足，器件的稳定性和效率较低等问题，限制了其应用推广。因此，需要大力发展基于新型光伏材料体系和工作机理的新一代太阳能电池技术。这里面包括有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池等。其中有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池近年来发展迅速，钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从最初报道的3.8%发展到现在的22.1%，在效率上追平了发展了数十年的多晶硅太阳能电池和化合物薄膜太阳能电池，从而成为最具有商业应用前景的新一代太阳能电池技术。
发明人：王欢
联系方式：0755-86392458
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本申请通过调节钼粉与双氧水和HI酸的反应，制备得到了具有合适尺寸的HxM〇〇3-y纳米材料，该HxM〇〇3-y纳米材料可以形成薄膜，用作f丐钛矿太阳能电池的电极，这种新型电极材料的功函与钙钛矿的能级更加匹配，有效降低了电荷传输势皇;其次，该新型材料的导电性优于碳电极，能够更有效地收集电荷;再次，与Au/Ag电极相比，该新型电极材料的生产成本较低。通过采用这种新型HxM〇03-yi极制备了钙钛矿太阳能电池，尤其是可以应用于无空穴传输层的钙钛矿太阳能电池中，可以得到高效稳定的钙钛矿太阳能电池。
技术合作
将SC-I放置在标准的太阳光模拟器下进行测试，扫描的电压范围是-0.1〜***，扫描速度为50mv/s。通过测试发现，该钙钛矿太阳能电池SC-I的开路电压V。。为0.95V，短路电流密度Jsc为22.5mA Cnf2，填充因子FF为0.66，光电转换效率为14.1 %。相比以高温碳电极的钙钛矿太阳能电池的0.90V的开路电压，SC-1的开路电压V。。较高。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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