基于稀土發(fā)光材料的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于稀土發(fā)光材料的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試方法，通過在鈣鈦礦太陽電池片正面封裝玻璃表面涂敷稀土發(fā)光材料，將其電致發(fā)光的近紅外光轉(zhuǎn)換在可見光范圍內(nèi)，采用普通相機(jī)且不需要暗室即可進(jìn)行鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光實(shí)驗(yàn)測(cè)試。采用本發(fā)明專利技術(shù)，鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試時(shí)不需要采用專用的近紅外相機(jī)以及設(shè)置相應(yīng)暗室，利用普通相機(jī)即可進(jìn)行鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光的測(cè)試與研究，且稀土發(fā)光材料波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換具有較高和較穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換效率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，結(jié)果可靠。

Electroluminescence test method for perovskite solar cells based on rare earth luminescent materials

The invention discloses a perovskite solar cell of rare earth luminescent materials based on luminescence test method in perovskite solar cell slice face surface coating glass rare earth luminescent materials, the electroluminescence conversion of near infrared light in the visible range, using ordinary camera and no darkroom can be perovskite solar cell luminescence test. The invention of perovskite solar cell electroluminescent test does not require the use of near infrared camera and special set of perovskite solar cell darkroom, electro luminescence test and research using ordinary camera can, and rare earth luminescent materials with high wavelength conversion and stable conversion efficiency, simple structure, convenient operation, reliable results.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于稀土發(fā)光材料的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試方法
本專利技術(shù)涉及一種基于稀土發(fā)光材料的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試方法，屬于薄膜器件檢測(cè)

技術(shù)介紹
太陽能光伏發(fā)電是解決目前日益嚴(yán)重的能源與環(huán)境問題的一種有效手段，在最近幾年里，新型鈣鈦礦太陽電池得到迅猛發(fā)展，其最高光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到20%以上，雖然鈣鈦礦太陽電池效率在不斷提升，在鈣鈦礦太陽電池制備中，往往會(huì)因?yàn)樾坎划?dāng)造成電池片，電子-空穴對(duì)的復(fù)合、非輻射復(fù)合，俄式復(fù)合等缺陷，是影響鈣鈦礦太陽電池效率的關(guān)鍵因素之一。目前對(duì)這種缺陷的檢測(cè)主要依據(jù)是太陽能電池的電致發(fā)光現(xiàn)象，根據(jù)鈣鈦礦太陽電池片通電后發(fā)光亮度的差異檢測(cè)出缺陷，進(jìn)行分析。但由于基于CH3NH3PbI3的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光的波長(zhǎng)范圍在700nm-850nm，且電池面積較小，需要配以專業(yè)的CCD近紅外像機(jī)進(jìn)行拍攝，并需要建立專門的暗室進(jìn)行測(cè)試，總體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且操作不方便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于稀土發(fā)光材料的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試方法，通過波長(zhǎng)縮減，實(shí)現(xiàn)在可見光下高可靠性的對(duì)鈣鈦礦太陽電池片的檢測(cè)。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種基于稀土發(fā)光材料的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試方法，包括以下步驟：1）制備若干鈣鈦礦太陽電池片；2）從制備的鈣鈦礦太陽電池片選取一片光電轉(zhuǎn)換效率最高的，放置于工作臺(tái)面上，通過導(dǎo)線將電源與所選取的鈣鈦礦電池片進(jìn)行連接；3）在鈣鈦礦太陽電池片的上、下表面分別封裝上表面玻璃和下表面玻璃；4）將稀土發(fā)光材料涂層在鈣鈦礦太陽電池片的上表面玻璃上；5）根據(jù)鈣鈦礦太陽電池片的開路電壓Voc，利用電源對(duì)電池片兩端施加電壓，施加電壓具體范圍為：Voc-Voc+0.2V；6）鈣鈦礦太陽電池片在電壓作用下，電致發(fā)光產(chǎn)生的近紅外光通過上表面玻璃上的稀土發(fā)光材料將波長(zhǎng)縮短在可見光范圍內(nèi)，利用普通相機(jī)對(duì)經(jīng)過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換后的鈣鈦礦電池片電致發(fā)光進(jìn)行拍照檢測(cè)，完成鈣鈦礦太陽電池片電致發(fā)光的測(cè)試。前述的步驟1），制備鈣鈦礦太陽電池片是指，在透明導(dǎo)電基底上采用旋涂工藝依次制備電子傳輸層、介孔層、鈣鈦礦活性層、空穴傳輸層、電極。前述的制備鈣鈦礦太陽電池片是指，在透明導(dǎo)電基底上采用旋涂工藝依次制備TiO2電子傳輸層、TiO2介孔層、CH3NH3PbI3鈣鈦礦活性層、Spiro空穴傳輸層、Ag電極。前述的步驟2），選取鈣鈦礦太陽電池片是指，在相同條件下，測(cè)試所制備的鈣鈦礦太陽電池片在一定光照下的I-V特性曲線，計(jì)算光電轉(zhuǎn)換效率和填充因子，選取光電轉(zhuǎn)換效率最高的一片鈣鈦礦太陽電池片。前述的步驟4）中，稀土發(fā)光材料為近紅外熒光粉。前述的稀土發(fā)光材料涂層的形成方法為，取3g近紅外熒光粉與12g聚碳酸酯按照1:4的比例混合攪拌均勻，然后在鈣鈦礦太陽電池正面封裝的上表面玻璃上通過旋涂的方式進(jìn)行涂敷，使混合膠體均勻分布，然后放在加熱臺(tái)上70℃固化，形成涂層。前述的涂層的厚度選取0.5mm-1mm。本專利技術(shù)所達(dá)到的有益效果是：本專利技術(shù)通過對(duì)經(jīng)稀土發(fā)光材料轉(zhuǎn)換后的鈣鈦礦電池片的電致發(fā)光進(jìn)行拍照檢測(cè)，在可見光下，利用普通相機(jī)即可檢測(cè)，并且稀土發(fā)光材料轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單可靠，為研究鈣鈦礦太陽電池制備工藝工程提供了可靠地表征手段，對(duì)高效鈣鈦礦太陽能電池的設(shè)計(jì)和開發(fā)具有重要指導(dǎo)意義。附圖說明圖1為本專利技術(shù)中鈣鈦礦太陽電池片測(cè)試裝置圖；圖2為本專利技術(shù)的基于稀土發(fā)光材料的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試方法的流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本專利技術(shù)的技術(shù)方案，而不能以此來限制本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。本專利技術(shù)的基于稀土發(fā)光材料的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試方法，如圖1和圖2所示，具體如下：1）在透明導(dǎo)電基底上采用旋涂工藝依次制備電子傳輸層、介孔層、鈣鈦礦活性層、空穴傳輸層、電極，制備若干鈣鈦礦太陽電池片，選取所制備的鈣鈦礦太陽電池片中光電轉(zhuǎn)換效率較高的一片，將電池片進(jìn)行封裝后，放置于工作臺(tái)面2上，通過導(dǎo)線7將電源8與鈣鈦礦電池片5進(jìn)行連接；2）在鈣鈦礦太陽電池的上、下表面分別封裝上表面玻璃4和下表面玻璃6；3）采用稀土發(fā)光材料，可將700nm-1300nm的近紅外波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為可見光，將近紅外熒光粉末3涂層在鈣鈦礦太陽電池的上表面玻璃4上；4)根據(jù)鈣鈦礦太陽電池片的開路電壓Voc，選擇相應(yīng)的電源對(duì)電池兩端施加電壓，施加電壓大小略大于等于開路電壓，具體范圍約為Voc-Voc+0.2V；5）鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光產(chǎn)生的近紅外光通過稀土發(fā)光材料將波長(zhǎng)縮短在可見光范圍內(nèi)，利用普通相機(jī)1對(duì)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的鈣鈦礦電池片電致發(fā)光進(jìn)行拍照檢測(cè)，完成鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光的測(cè)試。優(yōu)選的，本專利技術(shù)的稀土發(fā)光材料為近紅外熒光粉。步驟3）中，稀土發(fā)光材料涂層的形成方法為，取3g近紅外熒光粉與12g聚碳酸酯按照1:4的比例混合攪拌均勻，然后取適量在鈣鈦礦太陽電池正面封裝的上表面玻璃上通過旋涂的方式進(jìn)行涂敷，使混合膠體均勻分布，后放在加熱臺(tái)上70℃固化，形成0.5mm-1mm的轉(zhuǎn)換涂層。涂層完成后，基于CH3NH3PbI3的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光波長(zhǎng)在700nm-850nm之間。實(shí)施例選取制備高性能的鈣鈦礦太陽能電池片，連接電源，采用普通可見光相機(jī)對(duì)鈣鈦礦太陽電池進(jìn)行電致發(fā)光測(cè)試。具體操作如下：1）制備鈣鈦礦太陽能電池片：在透明導(dǎo)電基底上采用旋涂工藝依次制備TiO2電子傳輸層、TiO2介孔層、CH3NH3PbI3鈣鈦礦活性層、Spiro空穴傳輸層、Ag電極。2）選取一片高性能鈣鈦礦太陽能電池片：在相同條件下，制備若干鈣鈦礦太陽能電池片，測(cè)試在一定光照下鈣鈦礦太陽能電池片的I-V特性曲線，計(jì)算得到其光電轉(zhuǎn)換效率，填充因子等參數(shù)，選取參數(shù)相對(duì)較高的一片鈣鈦礦太陽能電池片。3）將選取的鈣鈦礦太陽能電池片采用玻璃上下表面夾持的方法進(jìn)行封裝后，將近紅外熒光粉分散在感光膠中，在鈣鈦礦太陽能電池片正面封裝玻璃表面進(jìn)行旋涂，使熒光粉漿均勻分布。4）根據(jù)鈣鈦礦太陽電池片的開路電壓，選擇相應(yīng)的電源對(duì)電池兩端施加電壓，施加電壓大小略大于等于開路電壓，具體范圍約為Voc-Voc+0.2V。5）鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光產(chǎn)生的近紅外光通過稀土發(fā)光材料轉(zhuǎn)換為可見光，利用普通像機(jī)拍照檢測(cè)，完成鈣鈦礦太陽電池的電致發(fā)光檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
基于稀土發(fā)光材料的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟：1）制備若干鈣鈦礦太陽電池片；2）從制備的鈣鈦礦太陽電池片選取一片光電轉(zhuǎn)換效率最高的，放置于工作臺(tái)面上，通過導(dǎo)線將電源與所選取的鈣鈦礦電池片進(jìn)行連接；3）在鈣鈦礦太陽電池片的上、下表面分別封裝上表面玻璃和下表面玻璃；4）將稀土發(fā)光材料涂層在鈣鈦礦太陽電池片的上表面玻璃上；5）根據(jù)鈣鈦礦太陽電池片的開路電壓Voc，利用電源對(duì)電池片兩端施加電壓，施加電壓具體范圍為：Voc?Voc+0.2V；6）鈣鈦礦太陽電池片在電壓作用下，電致發(fā)光產(chǎn)生的近紅外光通過上表面玻璃上的稀土發(fā)光材料將波長(zhǎng)縮短在可見光范圍內(nèi)，利用普通相機(jī)對(duì)經(jīng)過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換后的鈣鈦礦電池片電致發(fā)光進(jìn)行拍照檢測(cè)，完成鈣鈦礦太陽電池片電致發(fā)光的測(cè)試。

【技術(shù)特征摘要】
1.基于稀土發(fā)光材料的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟：1）制備若干鈣鈦礦太陽電池片；2）從制備的鈣鈦礦太陽電池片選取一片光電轉(zhuǎn)換效率最高的，放置于工作臺(tái)面上，通過導(dǎo)線將電源與所選取的鈣鈦礦電池片進(jìn)行連接；3）在鈣鈦礦太陽電池片的上、下表面分別封裝上表面玻璃和下表面玻璃；4）將稀土發(fā)光材料涂層在鈣鈦礦太陽電池片的上表面玻璃上；5）根據(jù)鈣鈦礦太陽電池片的開路電壓Voc，利用電源對(duì)電池片兩端施加電壓，施加電壓具體范圍為：Voc-Voc+0.2V；6）鈣鈦礦太陽電池片在電壓作用下，電致發(fā)光產(chǎn)生的近紅外光通過上表面玻璃上的稀土發(fā)光材料將波長(zhǎng)縮短在可見光范圍內(nèi)，利用普通相機(jī)對(duì)經(jīng)過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換后的鈣鈦礦電池片電致發(fā)光進(jìn)行拍照檢測(cè)，完成鈣鈦礦太陽電池片電致發(fā)光的測(cè)試。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于稀土發(fā)光材料的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟1），制備鈣鈦礦太陽電池片是指，在透明導(dǎo)電基底上采用旋涂工藝依次制備電子傳輸層、介孔層、鈣鈦礦活性層、空穴傳輸層、電極。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于稀土發(fā)光材料的鈣鈦礦太陽電池電致發(fā)光測(cè)試方法，其特征在于，所述制備...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：潘武淳，王磊，劉志康，王鼎，倪豪逸，張臻，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河海大學(xué)常州校區(qū)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇,32