基于空位钙钛矿材料的太阳能电池及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于空位钙钛矿为钙钛矿吸光层的钙钛矿太阳能电池，主要解决现有钙钛矿吸光层存在毒性，稳定性差，吸光系数不够高的问题。其自下而上包括透明导电衬底、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和金属电极。其中钙钛矿吸光层采用由阳离子A、阳离子B，阴离子X和阴离子Y组成化学式为A

【技术实现步骤摘要】
基于空位钙钛矿材料的太阳能电池及制备方法
本专利技术属于涉及半导体器件
，更进一步涉及一种太阳能电池，可用于光伏变站、人造卫星、家用太阳能等领域的光电转化。
技术介绍
钙钛矿太阳能电池作为一种新型的太阳能电池，可以用溶液法进行加工处理，还可以和印刷工艺结合，极大地节省生产成本。同时钙钛矿太阳能电池还具有轻，薄的特性，并可以沉积在柔性衬底上。近几年，钙钛矿太阳能电池在光电转化效率，制备方法和器件结构上都有了显著提升，其结构自下而上包括透明导电衬底、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层、金属电极。但是目前应用于太阳能电池的钙钛矿吸收层仍然存在毒性，吸光效率低，稳定性差的问题。中南大学在其申请的专利文献“钙钛矿太阳电池”(申请号：201711145073.X申请公开号：CN107910444A)中公开了一种钙钛矿太阳电池。该钙钛矿太阳电池采用无机材料硒和碲应用于钙钛矿太阳电池的空穴传输层，取代有机空穴传输材料，可以降低器件的制作成本，提高器件的稳定性，并且提高载流子传输能力，获得较好的器件性能。但是，该方法采用PbI2、PbBr2、Pb本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于空位钙钛矿为吸光层的钙钛矿太阳能电池，自下而上包括透明导电衬底(1)、电子传输层(2)、钙钛矿吸光层(3)、空穴传输层(4)和金属电极(5)，其特征在于，钙钛矿吸光层采用空位钙钛矿材料，用于消除钙钛矿吸光层的毒性，改善吸光系数和吸光效率，提高吸光层化学稳定性，以提高器件的光电转化性能、稳定性和环保程度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于空位钙钛矿为吸光层的钙钛矿太阳能电池，自下而上包括透明导电衬底(1)、电子传输层(2)、钙钛矿吸光层(3)、空穴传输层(4)和金属电极(5)，其特征在于，钙钛矿吸光层采用空位钙钛矿材料，用于消除钙钛矿吸光层的毒性，改善吸光系数和吸光效率，提高吸光层化学稳定性，以提高器件的光电转化性能、稳定性和环保程度。


2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述空位钙钛矿，选用由阳离子A、阳离子B，阴离子X和阴离子Y组成化学式为A2BXmY6-m的复合材料，其中，A为钾、铷或铯中的一种或多种，B为钼、钨、钛、锆、铪、锗、锡、铱、铂、钯、金中的一种或多种，X、Y为氯、溴或碘，m为1-6。


3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，透明导电衬底(1)采用氧化铟锡ITO或氟掺杂氧化锡FTO材料，其厚度为300-800nm。


4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：电子传输层(2)采用二氧化钛TiO2、氧化锌ZnO、二氧化锡SnO2、C60、[6,6]-苯基C61丁酸甲酯PCBM中的任意一种，其厚度为70-350nm。


5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：空位钙钛矿吸光层(3)的厚度为150-550nm。


6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：空穴传输层(4)采用2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴Spiro-OMeTAD、三苯胺衍生物、聚乙撑二氧噻吩-(聚乙烯磺酸盐)PEDOTPSS、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]PTAA、聚-3已基噻吩P3HT、硫氰酸亚铜CuSCN、氧化镍NiO及氧化亚铜Cu2O中的任意一种，其厚度为50-500nm。


7...

【专利技术属性】
技术研发人员：常晶晶，林珍华，郭雨佳，苏杰，张进成，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