【技术实现步骤摘要】
基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池
本专利技术属于半导体器件
，更进一步涉及一种太阳能电池，可用于为室外工作设备提供电能。
技术介绍
能源问题是人们面临的严峻问题之一，因此以单晶硅电池为主的光电转换器件一直是人们关注的重点。但是单晶硅价格昂贵，工艺较为复杂，发展几十年来其光电转换效率仍然没有较大突破。近年来，由于钙钛矿材料具有较小的激子结合能，较高的消光系数以及合适的带隙，能有效吸收紫外到近红外光谱范围内的光子，吸引了众多研究人员的注意。以钙钛矿材料作为吸收层的钙钛矿太阳能电池具有以下典型结构：透明导电衬底、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层以及顶部电极。这种电池在受到太阳光的照射时，其中的钙钛矿吸收层能吸收利用太阳光中的光子，在内部产生电子空穴对。产生的电子或空穴通过电子传输层或空穴传输层被传导至对应电极，从而进入外部电路。根据钙钛矿吸收层材料组分包括有机钙钛矿材料、有机无机杂化钙钛矿以及全无机钙钛矿材料。传统含有机钙钛矿组分的电池虽然能得到较高的效率，但是其中的有机钙钛矿组分在长期工作过程...
【技术保护点】
1.一种基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池，自上而下依次包括透明导电衬底(1)、电子传输层(3)、全无机钙钛矿吸收层(4)、空穴传输层(5)和顶部电极(6)，其特征在于：/n所述透明导电衬底(1)与所述电子传输层(3)之间设有稀土元素掺杂四氟钇钠层(2)，以提高红外光到可见光的转换能力，拓展钙钛矿太阳能电池对红外光谱的吸收，且与全无机钙钛矿吸光层的带隙更加匹配；/n所述全无机钙钛矿吸收层(4)采用由阳离子A、阳离子B，阴离子X和阴离子Y组成的钙钛矿ABX
【技术特征摘要】
1.一种基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池，自上而下依次包括透明导电衬底(1)、电子传输层(3)、全无机钙钛矿吸收层(4)、空穴传输层(5)和顶部电极(6)，其特征在于：
所述透明导电衬底(1)与所述电子传输层(3)之间设有稀土元素掺杂四氟钇钠层(2)，以提高红外光到可见光的转换能力，拓展钙钛矿太阳能电池对红外光谱的吸收，且与全无机钙钛矿吸光层的带隙更加匹配；
所述全无机钙钛矿吸收层(4)采用由阳离子A、阳离子B，阴离子X和阴离子Y组成的钙钛矿ABXmY3-m，其中，A为铯Cs，B为铅Pb，X、Y为氯Cl、溴Br或碘I中的一种或几种，m为1-3。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述稀土元素掺杂四氟钇钠包括掺杂镱、铒或掺杂镱、铥的四氟钇钠中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：
所述透明导电衬底(1)采用氧化铟锡ITO或氟掺杂氧化锡FTO材料；
所述电子传输层(3)的厚度为15-100nm，且采用氧化锡或氧化锌中的任意一种；
所述全无机钙钛矿吸收层(4)的厚度为100-500nm；
所述顶部电极(6)采用金、银、碳电极中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层(5)的厚度为50-500nm，其采用以下八种材料中的任意一种：
2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴材料；
三苯胺衍生物；
聚3，4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐材料；
聚3-己基噻吩材料；
聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]材料；
硫氰酸亚铜CuSCN；
氧化镍NiO；
氧化亚铜Cu2O。
5.一种基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，包括如下：
1)对透明导电衬底依次进行清洗和紫外臭氧的表面预处理；
2)配制稀土元素掺杂四氟钇钠前驱体溶液，采用旋涂法以3500-4000rpm的转速将该溶液旋涂于预处理后的透明导电衬底上30s-45s，得到稀土元素掺杂四氟钇钠层；
3)配制电子传输层前驱体溶液，采用旋涂法以2000-4000rpm的转速将该溶液旋涂于稀土元素掺杂四氟钇钠层上30s-45s，并对旋涂后的样件进行退火处理，得到电子传输层；
4)配制全无机钙钛矿前驱体溶液，采用旋涂法以2000-4000rpm的转速将该溶液旋涂于电子传输层上30s-45s，并对旋涂后的样件进行退火处理，得到全无机钙钛矿吸收层；
5)配制空穴传输层前驱体溶液，采用旋涂法以3...
【专利技术属性】
技术研发人员：林珍华，常晶晶，王庆瑞，苏杰，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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