r> 步驟三:在手套箱內(nèi)利用勻膠機(jī)旋涂Spiro-OMeTAD空穴傳輸層，厚度為300-500nm ;旋涂轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘，濕度要求維持在30% ；Spiro-OMeTAD溶液為70mgSpiro-0MeTAD固體溶于30ul 4-叔丁基吡啶、18ul雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、Iml氯苯的混合溶液；
步驟四:在手套箱內(nèi)利用勻膠機(jī)旋涂PEDOT作為陽極透光層，厚度為500-800nm ;旋涂轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘，濕度要求維持在30% ;其中，PEDOT溶液為Ig聚(3，4-乙烯二氧噻吩)溶于15ml異丙醇、0.3ml乙醇的混合溶液；
步驟五:對金屬鈦片底面使用12000目超細(xì)砂紙打磨，去除致密二氧化鈦層，裸露出鈦金屬作為陰極；
步驟六:將經(jīng)制備后的鈦金屬片在寬度方向卷曲成管狀后再彎曲成閉合圓環(huán)狀。
[0012]所制備的介孔二氧化鈦層、有機(jī)鈣鈦礦層、空穴傳輸層及透光層的總厚度為1000_1800nmo
[0013]所述Spiro-OMeTAD中文名為:2，2’，7，7’ -四[N，N- 二(4-甲氧基苯基)氨基]-9, 9’ -螺二荷。
[0014]本發(fā)明制備的太陽能電池是基于金屬空芯波導(dǎo)的，其工作電極為陰極為電阻率極小、導(dǎo)電性能佳的鈦金屬毛細(xì)管，其內(nèi)層為通過熱氧化生成的致密二氧化鈦層作為該結(jié)構(gòu)太陽能電池的電子傳輸層，再在致密層內(nèi)部依次制作介孔二氧化鈦層、有機(jī)鈣鈦礦層、空穴傳輸層、陽極電極層。通過向金屬空芯波導(dǎo)內(nèi)部入射太陽光，利用太陽能電池結(jié)構(gòu)將光轉(zhuǎn)化為電，形成金屬空芯波導(dǎo)太陽能電池。此外，該金屬空芯波導(dǎo)太陽能電池具有較高的光吸收率，對金屬空芯波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性彎曲而不會降低其光伏性能。相比于傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)的太陽能電池，這種空芯波導(dǎo)結(jié)構(gòu)太陽能電池可將太陽光的吸收位置由平面轉(zhuǎn)化為空間，且可提高對太陽能的利用率，促進(jìn)反射光的二次吸收。該電池可以和已經(jīng)很成熟的太陽光聚光系統(tǒng)相對接，在光伏器件中具有潛在的應(yīng)用價值。
[0015]本發(fā)明制備的金屬空芯波導(dǎo)太陽能電池具有較高的光吸收率和較好的穩(wěn)定性，同時具有優(yōu)異的機(jī)械性和柔韌性，可彈性彎曲或形成環(huán)狀金屬波導(dǎo)太陽能結(jié)構(gòu)。實驗證明，相比于相同結(jié)構(gòu)的平面太陽能電池，相同光源條件下，本發(fā)明空芯波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的太陽能電池能具有較高的光吸收率。
【附圖說明】
[0016]圖1為傳統(tǒng)平面太陽能電池光線入射、反射示意圖；
圖2為本發(fā)明空心波導(dǎo)太陽能電池未彎曲光線入射、反射示意圖；
圖3為本發(fā)明制備的太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖3的A-A處截面圖。
【具體實施方式】
[0017]參閱圖1，為傳統(tǒng)平面太陽能電池光線入射、反射示意圖，其中，對于一束光線，只進(jìn)行了一次反射，部分光被反射掉，不能被太陽能電池轉(zhuǎn)化為空穴電子對。
[0018]參閱圖2-4，本發(fā)明制備的太陽能電池結(jié)構(gòu)為:以鈦金屬毛細(xì)管或鈦金屬片I為基底，在鈦金屬毛細(xì)管內(nèi)表面或鈦金屬片表面生成致密二氧化鈦層2、依次制備介孔二氧化鈦層3、有機(jī)鈣鈦礦層4、空穴傳輸層5及透光層6后，將鈦金屬片在寬度方向卷曲成管狀，再彎曲成閉合圓環(huán)狀，使導(dǎo)入的太陽光7在管內(nèi)多次反射并吸收。圖2為本發(fā)明空心波導(dǎo)太陽能電池未彎曲光線入射、反射示意圖，空芯波導(dǎo)有效的限制了太陽光的多次反射、吸收；圖3為本發(fā)明近似閉合狀圓環(huán)狀空芯波導(dǎo)光纖，該結(jié)構(gòu)中入射光線可在空芯光纖內(nèi)無限次反射、吸收，提高了入射太陽光的利用率。圖2-4中，該結(jié)構(gòu)的空芯波導(dǎo)太陽能電池，利用聚光系統(tǒng)將聚集后的太陽光導(dǎo)入空芯波導(dǎo)，太陽光進(jìn)入波導(dǎo)內(nèi)后，首先穿過a處透光層6和空穴傳輸層5，在有機(jī)鈣鈦礦層4發(fā)生光電轉(zhuǎn)化效應(yīng)，產(chǎn)生空穴電子對，空穴傳輸層5起到傳輸空穴，阻擋電子的作用，同理致密二氧化鈦層2傳輸電子，阻擋空穴，產(chǎn)生的空穴電子對經(jīng)陽極和陰極及外電路形成閉合回路，產(chǎn)生光生電流及電壓。在a處未經(jīng)吸收的光經(jīng)內(nèi)部各層的反射，反射出的太陽光到達(dá)b處，再次被吸收，并產(chǎn)生光生電流及電壓，未經(jīng)吸收的太陽光再次反射到c處吸收。因此進(jìn)入到環(huán)形波導(dǎo)的太陽光可經(jīng)多次反射并吸收，提高了進(jìn)入空芯波導(dǎo)的太陽光的吸收率?；谠撔螤畹奶柲茈姵睾穸葹?000-1800nm。
[0019]本發(fā)明太陽能電池具體制備過程如下:
實施例1
(I)以鈦金屬毛細(xì)管為基底的金屬空芯波導(dǎo)太陽能電池制備 I)鈦金屬毛細(xì)管內(nèi)部內(nèi)表面拋光及氧化生成二氧化鈦購得99.95%純度內(nèi)徑1.5mm,壁厚0.05mm的鈦金屬毛細(xì)管，利用蠕動泵蠕動無水乙醇法對內(nèi)徑1.5_，壁厚0.05mm鈦金屬毛細(xì)管內(nèi)部內(nèi)表面去雜質(zhì)去油脂。利用蠕動泵將溶液在鈦金屬毛細(xì)管內(nèi)以45ml/min循環(huán)蠕動30分鐘*3次，可去除內(nèi)表面雜質(zhì)及油脂。利用爐式高溫加熱器加熱去雜質(zhì)去油脂后鈦金屬毛細(xì)管，溫度為650±5°C，時間為30分鐘，加熱過程中維持鈦金屬毛細(xì)管管內(nèi)空氣流動。經(jīng)高溫加熱后的鈦金屬毛細(xì)管上可形成致密二氧化鈦層，在金屬空芯波導(dǎo)太陽能電池結(jié)構(gòu)中起電子傳輸層的作用。
[0020]2)蠕動泵豎直蠕動溶液法制備太陽能電池結(jié)構(gòu)層
取氧化后鈦金屬毛細(xì)管，接入30_內(nèi)徑1.4mm14#娃膠管，娃膠管中部接入婦動泵旋轉(zhuǎn)蠕動頭，另一端接介孔層二氧化鈦溶液，該溶液為二氧化鈦5 wt%溶于乙醇溶液；保持鈦金屬毛細(xì)管豎直放置，使蠕動泵以10ml/min轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，橡膠管內(nèi)溶液流向為豎直向下，待溶液充滿鈦金屬毛細(xì)管后持續(xù)蠕動至排盡毛細(xì)管內(nèi)液體。將生長好介孔二氧化鈦層鈦金屬毛細(xì)管豎直放入爐式高溫加熱器中進(jìn)行快速升溫至500°C，維持30分鐘，并退火，退火時間為I分鐘。取退火后樣品，方法同上利用蠕動泵5ml/min泵流量泵入有機(jī)鈣鈦礦溶液，該溶液為CH3NH31:PbC12=25 wt%: 12.5 wt%溶于2.5mL 二甲基甲酰胺(DMF)溶液，然后鈦金屬毛細(xì)管放入恒溫真空干燥箱，100°C恒溫30分鐘。取真空干燥后樣品，方法同上蠕動泵15ml/min泵入由Spiro-OMeTAD、LiTFS1、TBP、乙腈配制的Spiro-OMeTAD溶液，然后鈦金屬毛細(xì)管放入恒溫真空干燥箱，50°C恒溫30分鐘，形成空穴傳輸層。取真空干燥后樣品，方法同上蠕動泵30ml/min泵入PEDOT溶液，然后放入恒溫真空干燥箱，50°C恒溫30分鐘，干燥后PEDOT作為太陽能電池陽極。
[0021]實施例2
(2)基于鈦金屬片的金屬空芯波導(dǎo)太陽能電池制備 I)鈦片表面拋光及氧化生成二氧化鈦
選取寬長比2:7cm，厚度0.05mm的99.95%純度金屬鈦片，使用12000目砂紙打磨表面至平滑，并作為太陽能電池陰極。將打磨后鈦金屬片放入RTP退火爐，以100°C 20秒、2000C 30秒、650°C 15分鐘、100°C 5分鐘退火，可在表面生成致密二氧化鈦層，作為有機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸層。
[0022]2)氧化后鈦金屬片旋涂太陽能電池
在手套箱內(nèi)利用勻膠機(jī)旋涂介孔二氧化鈦溶液于氧化后鈦片上，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速3000rad/min,時間30秒。將旋涂后鈦金屬毛細(xì)管放入RTP退火爐，以100°C 30秒、200°C 30秒、5000C 10分鐘、100°C 5分鐘退火。取退火后樣品，方法同上勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速3000rad/min，時間60秒旋涂有機(jī)鈣鈦礦溶液，放入恒溫真空干燥箱，100-120°C恒溫30分鐘。取真空干燥后樣品，方法同上勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速2000rad/min，時間40秒旋涂Spiro-OMeTAD溶液，放入恒溫真空干燥箱，50°C恒溫30分鐘形成空穴傳輸層。取真空干燥后樣品，方法同上勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速2000rad/min，時間40秒旋涂PEDOT溶液，放入恒溫真空干燥箱，50°C恒溫30分鐘。形成空穴傳輸層，干燥后PEDOT作為太陽能電池陽極。由于旋涂后有機(jī)鈣鈦