一种钙钛矿太阳能电池及制备方法技术

本发明专利技术适用于钙钛矿太阳能电池技术领域，提供了一种钙钛矿太阳能电池及制备方法，钙钛矿太阳能电池包括从下至上依次设置的透明导电基底、电子传输层、钙钛矿吸收层、二维钙钛矿修饰层、空穴传输层及电极，空穴传输层部分嵌入二维钙钛矿修饰层内并与钙钛矿吸收层形成接触。本发明专利技术提供的钙钛矿太阳能电池利用二维钙钛矿对钙钛矿吸收层进行表面修饰，既能够钝化钙钛矿吸收层表面缺陷，减少缺陷态密度，提升钙钛矿吸收层的质量以提高电池效率，又能阻挡钙钛矿吸收层表面卤素离子的迁移并阻隔水分的侵蚀，提升了材料的稳定性；而且，空穴传输层与钙钛矿吸收层直接接触，避免了二维钙钛矿修饰层对空穴传输的抑制作用，进一步提升了电池效率。池效率。池效率。

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳能电池及制备方法


[0001]本专利技术涉及钙钛矿太阳能电池
，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池及制备方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿太阳能电池由于其具有可调的带隙、高的光吸收系数、长的载流子寿命及扩散长度、较高的缺陷容忍度、低成本的低温液相制备方法等优异的光电特性而受到广泛的关注，被认为是下一代新型光伏材料的有力竞争者。
[0003]现有技术中，钙钛矿太阳能电池的钙钛矿吸收层虽然采用低能耗低成本的低温液相制备方法，但其在制备过程中也会引入大量表面缺陷，这些表面缺陷会导致严重的非平衡载流子复合，形成非辐射复合中心，从而影响钙钛矿电池的效率，且钙钛矿吸收层的卤素离子的迁移及钙钛矿吸收层水分的侵蚀，导致钙钛矿太阳能电池稳定性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种钙钛矿太阳能电池，旨在解决现有技术的钙钛矿太阳能电池存在电池效率低、稳定性差的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的，提供一种钙钛矿太阳能电池，包括从下至上依次设置的透明导电基底、电子传输层、钙钛矿吸收层、二维钙钛矿修饰层、空穴传输层及电极，所述空穴传输层部分嵌入所述二维钙钛矿修饰层内并与所述钙钛矿吸收层形成接触。
[0006]优选的，所述二维钙钛矿修饰层的材料为二维钙钛矿，所述二维钙钛矿的通式为A
’2A
n
‑1Pb
n
I
3n
‑1，A
’
和A分别为氨基阳离子与醚基阳离子中的一种，且A
’
与A互不相同。
[0007]优选的，所述空穴传输层靠近所述二维钙钛矿修饰层的表面设有均匀分布的多个导通部，多个所述导通部嵌入所述二维钙钛矿修饰层内并与所述钙钛矿吸收层形成接触。
[0008]优选的，所述透明导电基底包括透明玻璃基底、及设于所述透明玻璃基底上的透明导电薄膜，所述电子传输层设置于所述透明导电薄膜之上。
[0009]本专利技术还提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
[0010]在透明导电基底上制备电子传输层；
[0011]在所述电子传输层上制备钙钛矿吸收层；
[0012]采用掩模版在所述钙钛矿吸收层上沉积二维钙钛矿修饰层，并取出所述掩模版；
[0013]在所述二维钙钛矿修饰层上沉积空穴传输层；
[0014]在所述空穴传输层上沉积电极。
[0015]优选的，所述在透明导电基底上制备电子传输层步骤之前还包括：
[0016]清洗透明导电基底：采用无尘纸蘸乙醇擦拭透明导电基底表面，再将透明导电基底经清洁剂、去离子水、丙酮、乙醇依次超声清洗15
‑
20分钟，将所述透明导电基底进烘箱干燥，并通O3UV处理10
‑
20分钟，完成透明导电基底清洗。
[0017]优选的，所述电子传输层的材料为SnO2纳米颗粒；所述在透明导电基底上制备电
子传输层的步骤包括：
[0018]将SnO2纳米颗粒与去离子水以1:5的体积比溶解配置成SnO2前驱体溶液，将所述SnO2前驱体溶液涂布在所述透明导电基底上，并退火后制得厚度为50～80nm的电子传输层。
[0019]优选的，所述二维钙钛矿修饰层的材料为二维钙钛矿BA2MAPb2I7，BA为正丁胺阳离子，MA为甲胺阳离子。
[0020]优选的，所述采用掩模版在所述钙钛矿吸收层上沉积二维钙钛矿修饰层，并取出所述掩模版的步骤包括：
[0021]在所述钙钛矿吸收层上放置掩模版，将放置有所述掩模版的电池片放入真空镀膜机中，在4
×
10
‑4～6
×
10
‑4Pa的压强下，以的速度沉积厚度为的PbI2；
[0022]将沉积所述PbI2的电池片移入低温烘箱中，将丁胺与甲胺粉末以2:1的比例混合熏蒸，得到由二维钙钛矿BA2MAPb2I7形成的二维钙钛矿修饰层，并将所述掩模版移除。
[0023]优选的，所述掩模版为Mask金属掩模版，且所述掩模版的目数为200～1000目。
[0024]本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池通过在钙钛矿吸收层与空穴传输层之间设置二维钙钛矿修饰层，利用二维钙钛矿对钙钛矿吸收层进行表面修饰，既能够钝化钙钛矿吸收层表面缺陷，减少缺陷态密度，提升钙钛矿吸收层质量以提高电池效率，又能阻挡钙钛矿吸收层表面卤素离子的迁移并阻隔水分的侵蚀，提升了材料的稳定性；而且，空穴传输层部分嵌入二维钙钛矿中并与钙钛矿吸收层接触，保证空穴传输层与钙钛矿吸收层的直接接触，避免了二维钙钛矿修饰层对空穴传输的抑制作用，进一步提升了电池效率。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例一提供的一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例二提供的一种钙钛矿太阳能电池制备方法的流程图；
[0027]图3为本专利技术实施例二提供的一种钙钛矿太阳能电池制备方法采用的掩模版的结构示意图。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]本专利技术实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池，通过在钙钛矿吸收层与空穴传输层之间设置二维钙钛矿修饰层，利用二维钙钛矿对钙钛矿吸收层进行表面修饰，既能够钝化钙钛矿吸收层表面缺陷，减少缺陷态密度，提升钙钛矿吸收层质量以提高电池效率，又能阻挡钙钛矿吸收层表面卤素离子的迁移并阻隔水分的侵蚀，提升了材料的稳定性；而且，空穴传输层部分嵌入二维钙钛矿中并与钙钛矿吸收层接触，保证空穴传输层与钙钛矿吸收层的直接接触，避免了二维钙钛矿修饰层对空穴传输的抑制作用，进一步提升了电池效率。
[0030]实施例一
[0031]请参照图1，本专利技术实施例提供一种钙钛矿太阳能电池，包括从下至上依次设置的
透明导电基底10、电子传输层3、钙钛矿吸收层4、二维钙钛矿修饰层5、空穴传输层6及电极7，空穴传输层6部分嵌入二维钙钛矿修饰层5内并与钙钛矿吸收层4形成接触。
[0032]作为本专利技术的一个实施例，透明导电基底10包括从下到上依次设置的透明玻璃基底1及透明导电薄膜2，电子传输层3设置于透明导电薄膜2之上。其中，透明玻璃基底1用于透过太阳光，透明导电薄膜2用于透光及导电。
[0033]作为本专利技术的一个实施例，透明导电薄膜2的构成材料为ITO锡掺氧化铟、FTO掺氟氧化锡、IWO钨掺氧化铟、ICO铈掺氧化铟中的一种。透明导电薄膜2的构成材料可以根据实际需要进行灵活选取。
[0034]作为本专利技术的一个实施例，电子传输层3的构成材料为PCBM、TiO2、ZnO、SnO2、H
‑
PDI、F
‑
PDI中的至少一种。
[0035]作为本专利技术的一个实施例，钙钛矿吸收层4的构成材料为有机无机杂化钙钛矿，其通式为ABX3；其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括从下至上依次设置的透明导电基底、电子传输层、钙钛矿吸收层、二维钙钛矿修饰层、空穴传输层及电极，所述空穴传输层部分嵌入所述二维钙钛矿修饰层内并与所述钙钛矿吸收层形成接触。2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述二维钙钛矿修饰层的材料为二维钙钛矿，所述二维钙钛矿的通式为A
’2A
n
‑1Pb
n
I
3n
‑1，A
’
和A分别为氨基阳离子与醚基阳离子中的一种，且A
’
与A互不相同。3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层靠近所述二维钙钛矿修饰层的表面设有均匀分布的多个导通部，多个所述导通部嵌入所述二维钙钛矿修饰层内并与所述钙钛矿吸收层形成接触。4.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明导电基底包括透明玻璃基底、及设于所述透明玻璃基底上的透明导电薄膜，所述电子传输层设置于所述透明导电薄膜之上。5.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，用于制备如权利要求1
‑
4任意一项所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括以下步骤：在透明导电基底上制备电子传输层；在所述电子传输层上制备钙钛矿吸收层；采用掩模版在所述钙钛矿吸收层上沉积二维钙钛矿修饰层，并取出所述掩模版；在所述二维钙钛矿修饰层上沉积空穴传输层；在所述空穴传输层上沉积电极。6.根据权利要求5所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在透明导电基底上制备电子传输层步骤之前还包括：清洗透明导电基底：采用无尘...

【专利技术属性】
技术研发人员：何嘉伟，陈刚，
申请(专利权)人：珠海富山爱旭太阳能科技有限公司天津爱旭太阳能科技有限公司广东爱旭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：