本發(fā)明屬于微納制造技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,涉及一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池及其制備方法。
背景技術(shù):
在能源領(lǐng)域,隨著工業(yè)的發(fā)展,地球蘊(yùn)藏的化石能源正逐漸枯竭,而太陽(yáng)能作為一種取之不盡用之不竭的清潔能源成為人類開(kāi)發(fā)的重點(diǎn),而傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池由于制備工藝復(fù)雜、生產(chǎn)環(huán)境要求嚴(yán)苛、對(duì)環(huán)境污染較大等缺點(diǎn)已不符合人類社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展的要求,因此,新型太陽(yáng)能電池如鈣鈦礦太陽(yáng)能電池正成為人們研究的熱點(diǎn)。自2009年日本miyasaka等人首次使用具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬鹵化物ch3nh3pbbr3和ch3nh3pbi3作為敏化劑拉開(kāi)了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究的序幕以來(lái),在短短幾年內(nèi),鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展,能量轉(zhuǎn)換效率已由原來(lái)的3.8%提升到了22.1%。未解決有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦穩(wěn)定性較差的問(wèn)題,近期,jialiang等嘗試采用無(wú)機(jī)鈣鈦礦作為光敏層來(lái)提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性,并取得了初步成效。我們有理由相信,隨著研究的不斷深入和各項(xiàng)工藝的不斷成熟,鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域極具商業(yè)前景。
目前在鈣鈦礦電池制備領(lǐng)域中,光陽(yáng)極通常是采用銳鈦礦型tio2的多孔結(jié)構(gòu),但其需要經(jīng)過(guò)500℃退火晶化,能耗高,不利于電池的商業(yè)化生產(chǎn)。由于傳統(tǒng)鈣鈦礦光吸收層中有機(jī)成分的存在,鈣鈦礦在濕度和熱的作用下極易分解,導(dǎo)致電池的穩(wěn)定性較差,這不僅對(duì)電池的生產(chǎn)條件提出了較高的要求,也限制了其在日常環(huán)境中的應(yīng)用。此外,目前使用最廣泛的有機(jī)空穴傳輸材料spiro-ometad價(jià)格昂貴且電荷傳輸性能較差,為改善其性能而使用的有機(jī)添加劑又極易在空氣中氧化,導(dǎo)致其不穩(wěn)定。而對(duì)電極通常采用熱蒸發(fā)貴金屬金或銀來(lái)制備,能耗較高,且熱蒸發(fā)往往需要高真空度,再加上貴金屬的消耗,使得電池制備成本較高,不利于電池的大規(guī)模制備,給電池的產(chǎn)業(yè)化帶來(lái)了困難。
cds作為一種新型電子傳輸材料,具有比tio2更優(yōu)良的電子傳導(dǎo)特性,目前關(guān)于其在無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用還鮮有報(bào)道。理論分析證明,cds與無(wú)機(jī)鈣鈦礦cspbbr3或cspbbr3能級(jí)能夠較好地匹配。此前,wileya等人將cds作為電子傳輸材料應(yīng)用在平面結(jié)構(gòu)的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中,獲得了超過(guò)15%的效率,證明了cds是一種較理想的電子傳輸材料。但是,由于cd離子的遷移和界面之間的接觸較差,平面結(jié)構(gòu)的cds與鈣鈦礦層之間存在較大的電荷阻礙。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求,本發(fā)明提供了一種全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池及其制備方法,其采用載流子傳輸特性較好的cds納米棒陣列作為光陽(yáng)極,增大鈣鈦礦層與電子傳輸層之間的接觸特面積,從而增加電子的傳輸通道;使用對(duì)濕度和熱穩(wěn)定性更好的無(wú)機(jī)鈣鈦礦前驅(qū)體材料,可直接在空氣中制備無(wú)機(jī)鈣鈦礦層,而不需要提供充滿保護(hù)氣體的密閉環(huán)境,所制備的電池也具有較好的穩(wěn)定性;采用導(dǎo)電性好、廉價(jià)的碳代替貴重的金和銀作為對(duì)電極材料,同時(shí)利用碳層進(jìn)行空穴傳輸,省略空穴傳輸層的制備,進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,按照本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,其特征在于,包括基片玻璃、ito導(dǎo)電層和光陽(yáng)極、光吸收層和碳對(duì)電極層,其中,
所述ito導(dǎo)電層設(shè)置在所述基片玻璃的上表面上;
所述光陽(yáng)極為cds納米棒陣列結(jié)構(gòu),其設(shè)置在所述ito導(dǎo)電層的上表面上并且具有孔隙結(jié)構(gòu);
所述光吸收層為cspbbr3無(wú)機(jī)鈣鈦礦層,其嵌入到光陽(yáng)極的孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)從而與光陽(yáng)極形成緊密接觸;
所述碳對(duì)電極層鋪在所述ito導(dǎo)電層的上表面和所述光吸收層的上表面上,其通過(guò)絲網(wǎng)印刷成膜而形成。
優(yōu)選地,所述cds納米棒陣列的cds納米棒由水熱法制備,每條所述cds納米棒的直徑為80~90nm,長(zhǎng)度為300~400nm。
優(yōu)選地,水熱法形成cds納米棒陣列在在高壓釜內(nèi)進(jìn)行,高壓釜內(nèi)形成cds納米棒陣列的生長(zhǎng)溶液中,cd(no3)2·4h2o的深度為0.8~1.2mmol/l,硫脲的濃度為2.8~3.2mmol/l,谷胱甘肽的濃度為0.5~0.8mmol/l,高壓釜內(nèi)的反應(yīng)溫度為180~200℃,cds納米棒陣列的生長(zhǎng)時(shí)間為2.5~3.5h。
優(yōu)選地,改變生長(zhǎng)時(shí)間,可調(diào)節(jié)生成的cds納米棒的長(zhǎng)度和直徑,改變生長(zhǎng)液中各物質(zhì)的濃度可調(diào)節(jié)cds納米棒的密度。
優(yōu)選地,所述基片玻璃為硅硼基基片玻璃。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面,還提供了一種制備所述全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)導(dǎo)電基底的圖形化:在基片玻璃上沉積一層ito導(dǎo)電層,并在ito導(dǎo)電層上刻蝕出所需圖形;
(2)ito導(dǎo)電層的清洗:分別用丙酮、乙醇、去離子水各超聲清洗ito導(dǎo)電層10~15分鐘,然后用氮?dú)饬鞔蹈?,再?duì)ito導(dǎo)電層進(jìn)行紫外臭氧處理0.5~1小時(shí);
(3)光陽(yáng)極的制備:采用水熱法在ito導(dǎo)電層上生長(zhǎng)出直徑為80~90nm、長(zhǎng)度為300~400nm的cds納米棒,從而形成cds納米棒陣列;
(4)無(wú)機(jī)鈣鈦礦層的制備:向cds納米棒陣列上滴加1mol/l~1.25mol/l的pbbr2前驅(qū)體溶液,以1500~2500rpm的速度旋涂30~35秒,再浸入csbr甲醇溶液中8~15分鐘,最后在200~250℃溫度條件下加熱5~10分鐘,從而結(jié)晶形成cspbbr3鈣鈦礦層;
(5)碳對(duì)電極的印刷成膜:在ito導(dǎo)電層和cspbbr3鈣鈦礦層上采用導(dǎo)電碳漿通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備成膜,從而形成碳對(duì)電極,進(jìn)而完成整個(gè)全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備。
優(yōu)選地,所述的導(dǎo)電碳漿的溶劑烘干溫度在150℃以下。
優(yōu)選地,pbbr2前驅(qū)體溶液中pbbr2的濃度1~1.25m。
優(yōu)選地,步驟(4)中無(wú)機(jī)鈣鈦礦層的制備過(guò)程在空氣中進(jìn)行。
優(yōu)選地,碳對(duì)電極的厚度為10-30μm。
總體而言,通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,能夠取得下列有益效果:
1)采用cds納米棒作為光陽(yáng)極。cds具有比tio2更加優(yōu)良的電子傳輸特性,其能級(jí)與鈣鈦礦材料的能級(jí)能夠較好地匹配,是一種理想的電子傳輸材料,采用具有三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的cds納米棒,不僅可以為鈣鈦礦結(jié)晶提供更多的結(jié)晶核心,支撐更多的鈣鈦礦晶體,還能顯著提高鈣鈦礦層與電子傳輸層之間的接觸面積,增加電荷傳輸通道;對(duì)生長(zhǎng)完成的cds納米棒陣列進(jìn)行紫外臭氧處理,可以顯著改善cds薄膜的界面特性,減少晶粒邊界,從而減少電子缺陷態(tài)密度,減少不利的電荷復(fù)合,提高電子傳輸特性。
2)采用全無(wú)機(jī)鈣鈦礦作為光吸收層。相比于廣泛使用的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦,無(wú)機(jī)鈣鈦礦cspbbr3對(duì)濕度和熱具有更高的穩(wěn)定性,該特性一方面使得鈣鈦礦可以直接在空氣中制備,而無(wú)需提供控制濕度的密閉環(huán)境,降低了對(duì)生產(chǎn)條件的要求,有利于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的大規(guī)模制備;另一方面,使得電池在使用過(guò)程中受濕度和熱的影響較小,因而能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持性能不變,為將來(lái)實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的日常應(yīng)用創(chuàng)造了條件。除了提高電池的穩(wěn)定性外,由于無(wú)機(jī)鈣鈦礦具有更寬的光學(xué)禁帶,電池可以獲得顯著提高的開(kāi)路電壓。
3)采用高導(dǎo)電性碳代替昂貴的金或銀作對(duì)電極材料,同時(shí)利用碳層進(jìn)行空穴傳輸,省略空穴傳輸層的制備,簡(jiǎn)化了電池結(jié)構(gòu)和制備工藝,大大降低了生產(chǎn)成本。碳對(duì)電極通過(guò)低溫絲網(wǎng)印刷成膜,一方面降低了生產(chǎn)能耗,另一方面也可通過(guò)控制絲網(wǎng)印刷的次數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)碳層厚度的精確控制。
附圖說(shuō)明
圖1為全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的能級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為水熱反應(yīng)3.5h,長(zhǎng)度為300~400nm的cds納米棒的掃描電子顯微鏡圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。此外,下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
實(shí)施例1
參照各附圖,一種全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,包括基片玻璃1、ito導(dǎo)電層2和光陽(yáng)極3、光吸收層4和碳對(duì)電極層5,其中,
所述ito導(dǎo)電層2設(shè)置在所述基片玻璃1的上表面上;
所述光陽(yáng)極3為cds納米棒陣列結(jié)構(gòu),其設(shè)置在所述ito導(dǎo)電層2的上表面上并且具有孔隙結(jié)構(gòu);
所述光吸收層4為cspbbr3無(wú)機(jī)鈣鈦礦層,其嵌入到光陽(yáng)極3的孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)從而與光陽(yáng)極3形成緊密接觸;
所述碳對(duì)電極層5鋪在所述ito導(dǎo)電層2的上表面和所述光吸收層4的上表面上,其通過(guò)絲網(wǎng)印刷成膜而形成。
進(jìn)一步,所述cds納米棒陣列的cds納米棒由水熱法制備,每條所述cds納米棒的直徑為80nm,長(zhǎng)度為300nm,水熱法形成cds納米棒陣列在在高壓釜內(nèi)進(jìn)行,高壓釜內(nèi)形成cds納米棒陣列的生長(zhǎng)溶液中,cd(no3)2·4h2o的深度為1mmol/l,硫脲的濃度為3mmol/l,谷胱甘肽的濃度為0.6mmol/l,高壓釜內(nèi)的反應(yīng)溫度為180℃,cds納米棒陣列的生長(zhǎng)時(shí)間為3h,改變生長(zhǎng)時(shí)間,可調(diào)節(jié)生成的cds納米棒的長(zhǎng)度和直徑,改變生長(zhǎng)液中各物質(zhì)的濃度可調(diào)節(jié)cds納米棒的密度,所述基片玻璃1為硅硼基基片玻璃1。
上述全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法如下:
一種制備所述全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的方法,包括以下步驟:
(1)導(dǎo)電基底的圖形化:在基片玻璃1上沉積一層ito導(dǎo)電層2,并在ito導(dǎo)電層2上刻蝕出所需圖形;
(2)ito導(dǎo)電層2的清洗:分別用丙酮、乙醇、去離子水各超聲清洗ito導(dǎo)電層210分鐘,然后用氮?dú)饬鞔蹈?,再?duì)ito導(dǎo)電層2進(jìn)行紫外臭氧處理0.5小時(shí);
(3)光陽(yáng)極3的制備:采用水熱法在ito導(dǎo)電層2上生長(zhǎng)出直徑為80nm、長(zhǎng)度為300nm的cds納米棒,從而形成cds納米棒陣列;
(4)無(wú)機(jī)鈣鈦礦層的制備:在空氣中,向cds納米棒陣列上滴加1mol/l的pbbr2前驅(qū)體溶液,以1500rpm的速度旋涂30秒,再浸入csbr甲醇溶液中8分鐘,最后在250℃溫度條件下加熱5分鐘,從而結(jié)晶形成cspbbr3鈣鈦礦層;
(5)碳對(duì)電極的印刷成膜:在ito導(dǎo)電層2和cspbbr3鈣鈦礦層上采用導(dǎo)電碳漿通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備成膜,從而形成厚度為10μm的碳對(duì)電極,進(jìn)而完成整個(gè)全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備,所述的導(dǎo)電碳漿的溶劑烘干溫度在150℃以下。
實(shí)施例2
參照各附圖,一種全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,包括基片玻璃1、ito導(dǎo)電層2和光陽(yáng)極3、光吸收層4和碳對(duì)電極層5,其中,
所述ito導(dǎo)電層2設(shè)置在所述基片玻璃1的上表面上;
所述光陽(yáng)極3為cds納米棒陣列結(jié)構(gòu),其設(shè)置在所述ito導(dǎo)電層2的上表面上并且具有孔隙結(jié)構(gòu);
所述光吸收層4為cspbbr3無(wú)機(jī)鈣鈦礦層,其嵌入到光陽(yáng)極3的孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)從而與光陽(yáng)極3形成緊密接觸;
所述碳對(duì)電極層5鋪在所述ito導(dǎo)電層2的上表面和所述光吸收層4的上表面上,其通過(guò)絲網(wǎng)印刷成膜而形成。
進(jìn)一步,所述cds納米棒陣列的cds納米棒由水熱法制備,每條所述cds納米棒的直徑為84nm,長(zhǎng)度為400nm,水熱法形成cds納米棒陣列在在高壓釜內(nèi)進(jìn)行,高壓釜內(nèi)形成cds納米棒陣列的生長(zhǎng)溶液中,cd(no3)2·4h2o的深度為1.2mmol/l,硫脲的濃度為3mmol/l,谷胱甘肽的濃度為0.7mmol/l,高壓釜內(nèi)的反應(yīng)溫度為185℃,cds納米棒陣列的生長(zhǎng)時(shí)間為3.5h,改變生長(zhǎng)時(shí)間,可調(diào)節(jié)生成的cds納米棒的長(zhǎng)度和直徑,改變生長(zhǎng)液中各物質(zhì)的濃度可調(diào)節(jié)cds納米棒的密度,所述基片玻璃1為硅硼基基片玻璃1。
上述全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法如下:
一種制備所述全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的方法,包括以下步驟:
(1)導(dǎo)電基底的圖形化:在基片玻璃1上沉積一層ito導(dǎo)電層2,并在ito導(dǎo)電層2上刻蝕出所需圖形;
(2)ito導(dǎo)電層2的清洗:分別用丙酮、乙醇、去離子水各超聲清洗ito導(dǎo)電層212分鐘,然后用氮?dú)饬鞔蹈桑賹?duì)ito導(dǎo)電層2進(jìn)行紫外臭氧處理0.8小時(shí);
(3)光陽(yáng)極3的制備:采用水熱法在ito導(dǎo)電層2上生長(zhǎng)出直徑為84nm、長(zhǎng)度為400nm的cds納米棒,從而形成cds納米棒陣列;
(4)無(wú)機(jī)鈣鈦礦層的制備:在空氣中,向cds納米棒陣列上滴加1.15mol/l的pbbr2前驅(qū)體溶液,以2200rpm的速度旋涂32秒,再浸入csbr甲醇溶液中12分鐘,最后在220℃溫度條件下加熱8分鐘,從而結(jié)晶形成cspbbr3鈣鈦礦層;
(5)碳對(duì)電極的印刷成膜:在ito導(dǎo)電層2和cspbbr3鈣鈦礦層上采用導(dǎo)電碳漿通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備成膜,從而形成厚度為30μm的碳對(duì)電極,進(jìn)而完成整個(gè)全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備,所述的導(dǎo)電碳漿的溶劑烘干溫度在150℃以下。
實(shí)施例3
參照各附圖,一種全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,包括基片玻璃1、ito導(dǎo)電層2和光陽(yáng)極3、光吸收層4和碳對(duì)電極層5,其中,
所述ito導(dǎo)電層2設(shè)置在所述基片玻璃1的上表面上;
所述光陽(yáng)極3為cds納米棒陣列結(jié)構(gòu),其設(shè)置在所述ito導(dǎo)電層2的上表面上并且具有孔隙結(jié)構(gòu);
所述光吸收層4為cspbbr3無(wú)機(jī)鈣鈦礦層,其嵌入到光陽(yáng)極3的孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)從而與光陽(yáng)極3形成緊密接觸;
所述碳對(duì)電極層5鋪在所述ito導(dǎo)電層2的上表面和所述光吸收層4的上表面上,其通過(guò)絲網(wǎng)印刷成膜而形成。
進(jìn)一步,所述cds納米棒陣列的cds納米棒由水熱法制備,每條所述cds納米棒的直徑為90nm,長(zhǎng)度為360nm,水熱法形成cds納米棒陣列在在高壓釜內(nèi)進(jìn)行,高壓釜內(nèi)形成cds納米棒陣列的生長(zhǎng)溶液中,cd(no3)2·4h2o的深度為1mmol/l,硫脲的濃度為2.8mmol/l,谷胱甘肽的濃度為0.8mmol/l,高壓釜內(nèi)的反應(yīng)溫度為200℃,cds納米棒陣列的生長(zhǎng)時(shí)間為3h,改變生長(zhǎng)時(shí)間,可調(diào)節(jié)生成的cds納米棒的長(zhǎng)度和直徑,改變生長(zhǎng)液中各物質(zhì)的濃度可調(diào)節(jié)cds納米棒的密度,所述基片玻璃1為硅硼基基片玻璃1。
上述全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法如下:
一種制備所述全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的方法,包括以下步驟:
(1)導(dǎo)電基底的圖形化:在基片玻璃1上沉積一層ito導(dǎo)電層2,并在ito導(dǎo)電層2上刻蝕出所需圖形;
(2)ito導(dǎo)電層2的清洗:分別用丙酮、乙醇、去離子水各超聲清洗ito導(dǎo)電層215分鐘,然后用氮?dú)饬鞔蹈?,再?duì)ito導(dǎo)電層2進(jìn)行紫外臭氧處理1小時(shí);
(3)光陽(yáng)極3的制備:采用水熱法在ito導(dǎo)電層2上生長(zhǎng)出直徑為90nm、長(zhǎng)度為360nm的cds納米棒,從而形成cds納米棒陣列;
(4)無(wú)機(jī)鈣鈦礦層的制備:在空氣中,向cds納米棒陣列上滴加1.25mol/l的pbbr2前驅(qū)體溶液,以2500rpm的速度旋涂35秒,再浸入csbr甲醇溶液中15分鐘,最后在200℃溫度條件下加熱10分鐘,從而結(jié)晶形成cspbbr3鈣鈦礦層;
(5)碳對(duì)電極的印刷成膜:在ito導(dǎo)電層2和cspbbr3鈣鈦礦層上采用導(dǎo)電碳漿通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備成膜,從而形成厚度為20μm的碳對(duì)電極,進(jìn)而完成整個(gè)全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備,所述的導(dǎo)電碳漿的溶劑烘干溫度在150℃以下。
實(shí)施例4
參照各附圖,一種全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,包括基片玻璃1、ito導(dǎo)電層2和光陽(yáng)極3、光吸收層4和碳對(duì)電極層5,其中,
所述ito導(dǎo)電層2設(shè)置在所述基片玻璃1的上表面上;
所述光陽(yáng)極3為cds納米棒陣列結(jié)構(gòu),其設(shè)置在所述ito導(dǎo)電層2的上表面上并且具有孔隙結(jié)構(gòu);
所述光吸收層4為cspbbr3無(wú)機(jī)鈣鈦礦層,其嵌入到光陽(yáng)極3的孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)從而與光陽(yáng)極3形成緊密接觸;
所述碳對(duì)電極層5鋪在所述ito導(dǎo)電層2的上表面和所述光吸收層4的上表面上,其通過(guò)絲網(wǎng)印刷成膜而形成。
進(jìn)一步,所述cds納米棒陣列的cds納米棒由水熱法制備,每條所述cds納米棒的直徑為86nm,長(zhǎng)度為380nm,水熱法形成cds納米棒陣列在在高壓釜內(nèi)進(jìn)行,高壓釜內(nèi)形成cds納米棒陣列的生長(zhǎng)溶液中,cd(no3)2·4h2o的深度為0.8mmol/l,硫脲的濃度為3.2mmol/l,谷胱甘肽的濃度為0.6mmol/l,高壓釜內(nèi)的反應(yīng)溫度為200℃,cds納米棒陣列的生長(zhǎng)時(shí)間為2.5h,改變生長(zhǎng)時(shí)間,可調(diào)節(jié)生成的cds納米棒的長(zhǎng)度和直徑,改變生長(zhǎng)液中各物質(zhì)的濃度可調(diào)節(jié)cds納米棒的密度,所述基片玻璃1為硅硼基基片玻璃1。
上述全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法如下:
一種制備所述全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的方法,包括以下步驟:
(1)導(dǎo)電基底的圖形化:在基片玻璃1上沉積一層ito導(dǎo)電層2,并在ito導(dǎo)電層2上刻蝕出所需圖形;
(2)ito導(dǎo)電層2的清洗:分別用丙酮、乙醇、去離子水各超聲清洗ito導(dǎo)電層215分鐘,然后用氮?dú)饬鞔蹈?,再?duì)ito導(dǎo)電層2進(jìn)行紫外臭氧處理1小時(shí);
(3)光陽(yáng)極3的制備:采用水熱法在ito導(dǎo)電層2上生長(zhǎng)出直徑為86nm、長(zhǎng)度為380nm的cds納米棒,從而形成cds納米棒陣列;
(4)無(wú)機(jī)鈣鈦礦層的制備:在空氣中,向cds納米棒陣列上滴加1mol/l的pbbr2前驅(qū)體溶液,以2300rpm的速度旋涂33秒,再浸入csbr甲醇溶液中10分鐘,最后在250℃溫度條件下加熱7分鐘,從而結(jié)晶形成cspbbr3鈣鈦礦層;
(5)碳對(duì)電極的印刷成膜:在ito導(dǎo)電層2和cspbbr3鈣鈦礦層上采用導(dǎo)電碳漿通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備成膜,從而形成厚度為10μm的碳對(duì)電極,進(jìn)而完成整個(gè)全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備,所述的導(dǎo)電碳漿的溶劑烘干溫度在150℃以下。
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