Фотовольтаическое устройство с электрон-селективным слоем на основе оксида вольфрама и способ изготовления этого устройства

1. Фотовольтаическое устройство следующей конструкции

где 0 - подложка и/или барьерный слой, защищающий остальные слои от механических воздействий, влияния влаги и кислорода воздуха;

1 - полупрозрачный дырочно-собирающий электрод;

2 - дырочно-селективный слой;

3 - фотоактивный перовскитный слой;

4 - электрон-селективный слой;

5 - электрон-собирающий электрод;

6 - подложка и/или барьерный слой, защищающий остальные слои от механических воздействий, влияния влаги и кислорода воздуха,

отличающееся тем, что в составе электрон-селективного слоя (4) в качестве единственного или одного из нескольких компонентов используется оксид вольфрама WO_x, где х в пределах от 2,5 до 3,0.

2. Фотовольтаическое устройство по п. 1, в котором толщина электрон-селективного слоя (4) находится в пределах от 3 нм до 300 нм.

3. Фотовольтаическое устройство по любому из пп. 1, 2, в котором электрон-селективный слой (4) представлен исключительно оксидом вольфрама WO_x, где х в пределах от 2,5 до 3,0.

4. Фотовольтаическое устройство по любому из пп. 1, 2, в котором электрон-селективный слой (4) является двухкомпонентным: один из компонентов WO_x, где х в пределах от 2,5 до 3,0, второй - органический или неорганический полупроводник n-типа.

5. Фотовольтаическое устройство по любому из п. 1, 2, в котором электрон-селективный слой (4) является трехкомпонентным: один из компонентов WO_x, где х в пределах от 2,5 до 3, два других - органические или неорганические полупроводники n-типа.

6. Фотовольтаическое устройство по любому из пп. 4, 5, в котором помимо WO_x, где х в пределах от 2,5 до 3,0, в составе электрон-селективного слоя (4) используются оксиды металлов из числа TiO₂, SnO₂, ZnO, In₂O₃, WO₃, CeO₂, Zn₂SnO₄, Nb₂O₅, Zn₂Ti₃O₈, BaSnO₃, BaTiO₃, SrSnO₃ или халькогениды металлов из числа CdS, CdSe, PbS, PbSe, PbTe, ZnS, ZnSe, Sb₂S₃, Bi₂S₃, In₂S₃, MnS, SnS, SnS₂.

7. Фотовольтаическое устройство по любому из пп. 4, 5, в котором помимо WO_x, где х в пределах от 2,5 до 3,0, в составе электрон-селективного слоя (4) используются органические соединения из числа: фуллеренов или их производных, производных перилендиимида, нафталиндиимида, аценов, оксидиазолов, батокупроин, батофенантролин, или других органических полупроводников n-типа.

8. Фотовольтаическое устройство по любому из пп. 4, 5, в котором помимо WO_x, где х в пределах от 2,5 до 3,0, в составе электрон-селективного слоя (4) используются соединения из числа: фуллерен С₆₀, фуллерен С₇₀, батокупроин, батофенантролин.

9. Фотовольтаическое устройство по любому из пп. 1-8, в котором в составе дырочно-селективного слоя (2) используется хотя бы один из следующих материалов: оксид ванадия VO_k, где k в пределах от 2 до 2,5; оксид никеля NiO_l, где l в пределах от 0,8 до 1,0; оксид меди CuO_m, где m в пределах от 0,5 до 1,0; оксид вольфрама WO_x, где х в пределах от 2,5 до 3,0.

10. Фотовольтаическое устройство по любому из пп. 1-8, в котором в составе дырочно-селективного слоя (2) используется оксид вольфрама WO_x (х в пределах от 2,5 до 3,0) в сочетании с ароматическим амином (полимерным, таким как РТАА, или низкомолекулярным).

11. Фотовольтаическое устройство по любому из пп. 1-10, в котором фотоактивный перовскитный слой представлен йодоплюмбатом метиламмония MAPbI₃.

12. Фотовольтаическое устройство по любому из пп. 1-10, в котором фотоактивный перовскитный слой представлен йодоплюмбатом формамидиния FAPbI₃.

13. Фотовольтаическое устройство по любому из пп. 1-10, в котором фотоактивный перовскитный слой представлен смешанным йодоплюмбатом цезия и формамидиния Cs_xFA_1-xPbI₃, где х находится в пределах от 0.01 до 0.99, или смешанным йодоплюмбатом цезия, метиламмония и формамидиния Cs_xMA_yFA_1-x-yPbI₃, где х находится в пределах от 0.01 до 0.99, у находится в пределах 0.01 до 0.15, а сумма (х+у)<1.

14. Способ изготовления фотовольтаического устройства по любому из пп. 1-13, включающий формирование всех функционально-активных слоев известными из текущего состояния науки и техники приемами, отличающийся тем, что поверх фотоактивного перовскитного слоя (3) наносится электрон-селективный слой (4) на основе оксида вольфрама WO_x, где х в пределах от 2,5 до 3,0, путем термического резистивного испарения WO₃.

15. Способ изготовления фотовольтаического устройства по любому из пп. 1-13, включающий формирование всех функционально-активных слоев известными из текущего состояния науки и техники приемами, отличающийся тем, что поверх фотоактивного перовскитного слоя (3) наносится электрон-селективный слой (4) на основе оксида вольфрама WO_x, где х в пределах от 2,5 до 3,0, путем радиочастотного магнетронного распыления мишени.

16. Способ изготовления фотовольтаического устройства по любому из пп. 1-13, включающий формирование всех функционально-активных слоев известными из текущего состояния науки и техники приемами, отличающийся тем, что поверх фотоактивного перовскитного слоя (3) наносится электрон-селективный слой (4) на основе оксида вольфрама WO_x, где х в пределах от 2,5 до 3,0, путем реакционного магнетронного распыления мишени металлического вольфрама W.