公开(公告)号：CN114171681A

公开(公告)日：2022-03-11

申请号：CN202111486452.1

申请日：2021-12-07

Applicant: 西南石油大学

Inventor： 李海敏 ,  倪亚飞 ,  李皓月 ,  李铭 ,  雷月 ,  龚晓丽 ,  刘兴翀 ,  王瀚雨

IPC: H01L51/42 ,  H01L51/44 ,  H01L51/46 ,  H01L51/48

Abstract: 本发明公开了一种显著提升钙钛矿太阳能电池湿度稳定性的界面修饰方法，对钙钛矿太阳能电池电子传输层表界面进行修饰改性，使用三(五氟苯基)硼(TPFPB)材料，在SnO2电子传输层上制备修饰层薄膜。通过测试表明，适量TPFPB修饰的钙钛矿太阳能电池，电子传输层和钙钛矿吸光层的界面接触以及钙钛矿薄膜形貌得到改善，钙钛矿晶粒尺寸和结晶度提高，表面缺陷被明显抑制，使得钙钛矿太阳能电池光电性能和湿度稳定性得到显著提升，同时电池的长期稳定性也得到改善。修饰后的一元钙钛矿太阳能电池器件光电转换效率(PCE)达到19.4％，在相对湿度为70±5％的大气环境中储存170小时后仍保持初始效率的73.9％以上，未封装器件在氮气环境下储存1000h后保持初始PCE的80％以上。

公开(公告)号：CN111509127A

公开(公告)日：2020-08-07

申请号：CN202010370218.1

申请日：2020-05-05

Applicant: 西南石油大学

Inventor： 李海敏 ,  龚晓丽 ,  王秦涛 ,  李皓月 ,  庄稼 ,  刘兴翀 ,  郭恒 ,  王瀚雨

IPC: H01L51/42 ,  H01L51/46 ,  H01L51/48

Abstract: 一种疏水性二维/三维混合钙钛矿太阳能电池及其制备方法。钙钛矿太阳能电池结构为，导电基板、电子传输层、疏水性三元阳离子二维/三维混合钙钛矿吸光层、空穴传输层和顶电极，其中，疏水性三元阳离子二维/三维混合钙钛矿吸光层的前驱体溶液通过引入多功能表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)并制备成薄膜。测试表明，三维结构的三元阳离子钙钛矿太阳能电池经掺杂适量二维CTAB后，其光电转换效率(PCE)达到20.54％，未封装电池在氮气环境下2000h后仍保持初始效率的94.3％。本发明疏水性二维/三维混合钙钛矿太阳能电池有效降低了有机阳离子和卤素离子空位缺陷，提高了薄膜疏水性，明显提升了电池效率，增加了电池光、热、湿稳定性，延长了电池使用寿命。

公开(公告)号：CN115968239A

公开(公告)日：2023-04-14

申请号：CN202310056028.6

申请日：2023-01-17

Applicant: 西南石油大学

Inventor： 李海敏 ,  刘淑乾 ,  吴宇峰 ,  王浩宇 ,  张怡佳 ,  唐艳玲 ,  刘兴翀 ,  王瀚雨

IPC: H10K71/12 ,  H10K71/40 ,  H10K30/50 ,  H10K85/50

Abstract: 本发明提供了一种高湿度空气环境中高性能钙钛矿太阳能电池制备方法。以SnCl2·2H2O、尿素和HCl为原料，通过化学浴法在FTO玻璃上制备了SnO2基电子传输层；在此基础上，以PbI2、FAI、MACl和MABr为原料，通过两步法在空气中旋涂制备了钙钛矿活性层；然后以spiro‑OMeTAD、tBP和Li‑TFSI为原料旋涂制备空穴传输层；最后通过磁控溅射制备Ag电极，完成电池制备。制备得到的钙钛矿太阳能电池最高光电转换效率达到20.89％，并且制备过程全程在高湿度空气(RH＞60％)中，不使用手套箱等复杂的封闭设备，这将大大缩减钙钛矿太阳能的制造成本和时间，操作也更加简便高效，这对于钙钛矿太阳能电池的低成本大规模商业生产具有重要意义。

公开(公告)号：CN119053164A

公开(公告)日：2024-11-29

申请号：CN202411154512.3

申请日：2024-08-22

Applicant: 西南石油大学

Inventor： 张广钊 ,  李海敏 ,  唐艳玲 ,  陈宏洋 ,  张政 ,  安波 ,  魏禹豪 ,  李颢徽

IPC: H10K30/88 ,  H10K71/00 ,  H10K30/40 ,  H10K30/50

Abstract: 本发明提供了一种降低电子层界面缺陷的钙钛矿太阳电池及制备方法。以SnO2为原料，制备SnO2电子传输层；接着以GAMSA为原料，制备GAMSA修饰层；然后以PbI2、PbCl2、CsI、FAI、MACl和MABr为原料，通过两步法在空气中旋涂制备了钙钛矿活性层；接着以spiro‑OMeTAD、tBP和Li‑TFSI为原料旋涂制备空穴传输层；最后通过磁控溅射制备Ag电极，完成电池制备。制备得到的钙钛矿太阳能电池最高光电转换效率达到22.42％,并且能显著降低电子层界面缺陷，制备过程稳定，器件具有长期稳定性，有效抑制钙钛矿层降解，这将大大缩减钙钛矿太阳能的制造成本，同时提高钙钛矿太阳能电池光电转化效率，这对于钙钛矿太阳能电池的低成本大规模商业生产具有重要意义。

公开(公告)号：CN116709878A

公开(公告)日：2023-09-05

申请号：CN202310849435.2

申请日：2023-07-11

Applicant: 西南石油大学

Inventor： 吴宇峰 ,  李海敏 ,  雷月 ,  刘淑乾 ,  唐艳玲 ,  刘兴翀 ,  王瀚雨 ,  李昀哲 ,  张政 ,  李颢徽

IPC: H10K71/12 ,  H10K71/00 ,  H10K30/88 ,  H10K30/40 ,  H10K30/50 ,  H10K85/30

Abstract: 本发明提供了一种显著提升晶粒尺寸的柔性钙钛矿太阳能电池制备方法，属于能源技术领域。在制备柔性钙钛矿太阳电池电子传输层时，由于SnO2中的氧空位和Sn间隙缺陷的存在，导致载流子流失，极大降低了器件的转换效率和稳定性。我们在电子传输层与钙钛矿活性层间引入三氯苯磺酸钾(TAPS)，利用其有机阴离子和钾离子的协同钝化作用抑制界面缺陷，优化载体的提取和转运，降低了缺陷密度、载流子复合和滞后，显著改善了器件的光电性能。通过钾离子占据晶格间隙，使钙钛矿晶格膨胀，从而显著提升晶粒尺寸。器件最高光电转换效率达18.63％，比原始器件高3个百分点，得到了高效稳定的柔性器件，这为柔性钙钛矿太阳能电池的商业化进一步铺平了道路。

公开(公告)号：CN115623837A

公开(公告)日：2023-01-17

申请号：CN202211269990.X

申请日：2022-10-18

Applicant: 西南石油大学

Inventor： 李海敏 ,  李颢徽 ,  李铭 ,  龚晓丽 ,  刘兴翀 ,  王瀚雨 ,  倪亚飞 ,  雷月

IPC: H10K71/12 ,  H10K71/15 ,  H10K71/10 ,  H10K30/10

Abstract: 本发明公开了一种强电子受体材料修饰的高性能钙钛矿太阳能电池制备方法，使用具有强电子受体的有机分子材料四氟邻苯二甲腈(TFPN)来修饰钙钛矿吸光层/空穴传输层的界面。通过测试表明，适量TFPN修饰的钙钛矿太阳能电池，促进了载流子的分离，降低了钙钛矿表面的缺陷态密度，提高了器件的长期稳定性及湿度稳定性，提升了电池光电转换效率。经TFPN修饰后的钙钛矿太阳能电池器件光电转换效率(PCE)达到22.82％，在室温下暗箱氮气环境中，连续监测其光伏性能1400h后仍保持其初始效率的89.6％。在室温下相对湿度为45％的空气环境条件下，仍保持其初始效率的77.3％。此发明利用强电子受体材料对钙钛矿进行界面修饰，显著提升电池性能，为钙钛矿太阳能电池产业化提供重要参考。

公开(公告)号：CN108389934A

公开(公告)日：2018-08-10

申请号：CN201810190172.8

申请日：2018-03-08

Applicant: 西南石油大学

Inventor： 李海敏 ,  王秦涛 ,  庄稼 ,  马柱 ,  淮明哲 ,  张骞

IPC: H01L31/18

CPC classification number: Y02P70/521 ,  H01L31/0322

Abstract: 本发明提供了一种运用一步磁控溅射法制备铜铟镓硒太阳电池的方法。以钠钙玻璃为基片，依次采用Mo/CIGS/CdS/i-ZnO:Al/Ni:Al靶材，通过使用直流溅射和射频溅射(Mo靶采用直流溅射；CIGS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al依次采用射频溅射；Ni:Al采用直流溅射)制备出薄膜厚度在1～2um左右的CIGS太阳电池。通过调节溅射过程中的各项参数来实现各元素的含量控制，可得到转换效率最高达5.77％的CIGS太阳电池。此发明提供的一步磁控溅射法不同于传统的四元共蒸和溅射+后硒化法，因此不需要使用有毒的硒化氢气体运用后硒化法制备CIGS吸收层，而是直接采用富硒的CIGS靶材制备吸收层，大大降低了制备成本，使得生产过程更加操作简单、绿色环保、易于控制，并且能够实现商业化生产和实验室生产效率相当，具有广泛的商业化应用前景。

公开(公告)号：CN116916723A

公开(公告)日：2023-10-20

申请号：CN202310858390.5

申请日：2023-07-12

Applicant: 西南石油大学

Inventor： 吴宇峰 ,  李海敏 ,  雷月 ,  刘淑乾 ,  张怡佳 ,  李昀哲 ,  唐艳玲 ,  刘兴翀 ,  王瀚雨

IPC: H10K71/12 ,  H10K85/50 ,  H10K30/50

Abstract: 本发明提供了一种提升自修复性能的柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，属于能源技术领域。虽然柔性钙钛矿太阳能电池的效率现已超过了20％，但仍需要更多的研究来从本质上提高柔性器件的自修复性能。而我们在钙钛矿前驱体溶液中引入了三氟苯磺酰胺(TFBSA)锚定过量碘化铅(PbI2)，抑制其光分解过程，使载流子寿命显著提高。与此同时，在加入TFBSA之后，钙钛矿晶体的垂直生长将有明显改善，使钙钛矿薄膜的光吸收显著增强，从而提升器件的光电转换效率至19.29％。同时，器件经过多次弯曲循环后，在室温下避光放置手套箱7天后，其效率从初始的82％恢复到98％，表现出优异的自修复性能。这为柔性钙钛矿太阳能电池器件的商业化应用提供了重要参考。

公开(公告)号：CN116456789A

公开(公告)日：2023-07-18

申请号：CN202310432230.4

申请日：2023-04-21

Applicant: 西南石油大学

Inventor： 吴宇峰 ,  李海敏 ,  李铭 ,  龚晓丽 ,  刘淑乾 ,  唐艳玲 ,  刘兴翀 ,  王瀚雨

IPC: H10K71/12 ,  H10K71/40 ,  H10K85/50 ,  H10K30/30 ,  H10K30/50

Abstract: 本发明提供了一种利用双层钝化策略在自然空气环境中制备高性能钙钛矿太阳电池的方法，属于能源技术领域。在制备器件的钙钛矿层时，以PbI2、FAI、MACl、MABr等为原料，同时以TBBS及PTAA分别钝化钙钛矿层上下界面。通过调控钙钛矿材料A位和X位原子与B位原子的耦合作用，增大ABX3原子晶格的化学键作用，从而提升钙钛矿太阳电池在高湿度空气中的稳定性。在钙钛矿层和空穴传输层的界面，加入PTAA以增强器件的空穴传输能力和湿度稳定性。制备得到的钙钛矿太阳电池最高光电转换效率达到21.81％，且极大提高了钙钛矿太阳电池在高湿度空气中的稳定性。器件全程在自然空气环境(RH＞60％)中制备，这为钙钛矿太阳电池的低成本大规模商业化生产进一步铺平了道路。

公开(公告)号：CN115581078A

公开(公告)日：2023-01-06

申请号：CN202211340726.0

申请日：2022-10-29

Applicant: 西南石油大学

Inventor： 李海敏 ,  张政 ,  李铭 ,  雷月 ,  刘兴翀 ,  王瀚雨 ,  倪亚飞 ,  刘淑乾 ,  唐艳玲

IPC: H10K30/50 ,  H10K30/10 ,  H10K85/60 ,  H10K71/12

Abstract: 本发明提供了一种显著提升抗弯折性能的柔性钙钛矿太阳能电池制备方法。以乙烯基三(2‑甲氧基乙氧基)硅烷(VTMES)、FAI、MABr、MACl、spiro‑OMeTAD、锂盐乙腈溶液和tBP氯苯(CB)为原料，以两步旋涂沉积法制备出钙钛矿薄膜，并通过磁控溅射镀上银电极。使所制备的柔性钙钛矿太阳能电池(f‑PSCs)的扛弯折性能显著提升，使在经过3000次弯曲循环后性能保持率从55％提升至92％，电池平均光电转换效率由13.96％提升至15.79％。此发明为利用氧化硅烷偶联剂提高f‑PSCs的光伏性能和抗弯性开辟了新的途径，为实现柔性钙钛矿太阳能电池的产业化提供重要技术参考。