一种钙钛矿太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术涉及一种钙钛矿太阳能电池，包括：由下至上依次层叠设置的透明基底、第一电荷传输层、钙钛矿层、钙钛矿修饰层、第二电荷传输层和金属电极，所述第一电荷传输层为空穴传输层且所述第二电荷传输层为电子传输层，或者所述第一电荷传格努输层为电子传输层且所述第二电荷传输层为空穴传输层，所述钙钛矿修饰层为Parylene N层、Parylene C层或者Parylene F层中的一种。基于本实用新型专利技术的钙钛矿太阳能电池，具有优异的电池效率和稳定性。具有优异的电池效率和稳定性。具有优异的电池效率和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳能电池


[0001]本技术属于太阳能电池
，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池。

技术介绍

[0002]钙钛矿太阳能电池因其优异的性能和巨大的商业价值而蓬勃发展。从2009年发展至今短短11年的时间实验室小面积器件的效率已达到25.5％，与占据着90％市场的晶体硅太阳能电池相比，钙钛矿太阳能的成本相对更加低廉，效率和晶硅电池的认证效率记录也很接近，钙钛矿太阳能电池目前面临的主要技术瓶颈就是电池的长期稳定性。
[0003]电池器件的稳定性与界面缺陷以及卤化物钙钛矿在外界湿、热、光或者偏压下发生化学分解有关。钙钛矿和电荷传输材料界面处具有大量缺陷，这些缺陷不仅可以作为导致效率损失机制的非辐射复合中心，还可以为湿气或氧气的渗透创造快速通道，这对钙钛矿器件的稳定性、寿命是不利的，因此，改善界面性质对钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性有着至关重要的作用。

技术实现思路

[0004]本技术解决的技术问题为：提供一种钙钛矿太阳能电池，用以解决现有技术中钙钛矿太阳能电池稳定性低、寿命短的问题。
[0005]本技术提供的具体解决方案如下：
[0006]本技术提供了一种钙钛矿太阳能电池，包括由下至上依次层叠设置的透明基底、第一电荷传输层、钙钛矿层、钙钛矿修饰层、第二电荷传输层和金属电极，所述第一电荷传输层为空穴传输层且所述第二电荷传输层为电子传输层，或者所述第一电荷传输层为电子传输层且所述第二电荷传输层为空穴传输层，所述钙钛矿修饰层为Parylene N层、Parylene C层或者Parylene F层中的一种。
[0007]基于本技术的技术方案，具有如下有益效果：
[0008](1)本技术利用聚合物Parylene N层、Parylene C层或者Parylene F层作为界面修饰层，聚合物有机分子可以与钙钛矿组分相互作用，降低钙钛矿缺陷态密度，减少非辐射复合，增强钙钛矿太阳能电池的光热稳定性。
[0009](2)本技术中的聚合物层具有绝缘性，位于钙钛矿层与电荷传输层的界面可以增加电荷回传的势垒，减少界面电荷复合。同时，超薄的聚合物层还可以实现电荷的隧穿效应，在减少电荷损失的同时不影响电荷传输。
[0010](3)本技术中的聚合物层具有很强的疏水作用，可以保护钙钛矿薄膜免受外界水汽的侵袭，提高器件的使用寿命和稳定性良率。
[0011]在上述方案的基础上，本技术还可以进行如下改进：
[0012]进一步，所述钙钛矿修饰层的厚度为1～5nm。
[0013]进一步，所述钙钛矿层的厚度为100nm～1000nm。
[0014]进一步，所述透明基底为FTO玻璃基底或ITO玻璃基底中的一种。
[0015]进一步，所述透明基底的厚度为0.4～5.0mm。
[0016]进一步，所述金属电极为Ag电极或Cu电极中的一种。
[0017]进一步，所述空穴传输层为硫氰酸亚铜、碘化亚铜、氧化镍、掺杂氧化镍、PTAA、PEDOT：PSS或者Spiro
‑
OMeTAD制备的层状结构，所述空穴传输层的厚度为10～200nm。
[0018]进一步，所述电子传输层为TiO2、SnO2、In2O3、ZnO、PCBM或者C
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制备的层状结构，所述电子传输层的厚度为10～100nm。
[0019]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0020]图1为基于本专利技术实施例的钙钛矿太阳能电池的结构示意图。
[0021]图2为实施例2中的钙钛矿太阳能电池中经Parylene C修饰后的钙钛矿薄膜XPS分析测试图；其中，(a)为Pb 4f轨道；(b)为I 3d轨道；(c)为Cs 3d轨道；(d)为Br 3d轨道；(e)为Cl 2p轨道。
[0022]图3为(a)钙钛矿薄膜的稳态荧光光谱，以及(b)钙钛矿薄膜的瞬态荧光光谱图。
[0023]图4为钙钛矿太阳能电池的(a)电流密度
‑
电压曲线图，以及(b)开路电压与光强度的关系。
[0024]图5为(a)钙钛矿太阳能电池的EIS阻抗谱测试图，(b)钙钛矿太阳能电池的瞬态光电压测试图，(c)钙钛矿太阳能电池的C
‑
V测试图；
[0025]图6为(a)Parylene C修饰后的薄膜的接触角测试图，以及(b)Parylene C修饰后的薄膜的阻水性光学照片。
[0026]图7为(a)经Parylene C修饰的电池器件效率随时间的变化曲线，(b)未经修饰的电池器件效率随时间的变化曲线。
[0027]附图中，各标号所代表的部件如下：
[0028]1、透明基底；2、第一电荷传输层；3、钙钛矿层；4、钙钛矿修饰层；5、第二电荷传输层；6、金属电极。
具体实施方式
[0029]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本技术的保护范围。除非另有特别说明，本技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0030]如图1所示，基于本技术的钙钛矿太阳能电池，包括由下至上依次层叠设置的透明基底1、第一电荷传输层2、钙钛矿层3、钙钛矿修饰层4、第二电荷传输层5和金属电极6，所述第一电荷传输层2为空穴传输层且所述第二电荷传输层为电子传输层，或者所述第一电荷传输层2为电子传输层且所述第二电荷传输层为空穴传输层，所述钙钛矿修饰层4为
ParyleneN层、Parylene C层或者Parylene F层中的一种。
[0031]具体地，Parylene N、Parylene C或Parylene F的结构分别如下所示：
[0032][0033]优选地，基于本专利技术实施例的钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿修饰层的厚度为1 nm～5nm。
[0034]优选地，基于本专利技术实施例的钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿层的厚度为100～1000nm。
[0035]优选地，基于本专利技术实施例的钙钛矿太阳能电池，所述透明基底为FTO基底或ITO基底中的一种。
[0036]优选地，基于本专利技术实施例的钙钛矿太阳能电池，所述透明基底的厚度为0.5～5.0mm。
[0037]优选地，基于本专利技术实施例的钙钛矿太阳能电池，所述金属电极为Ag或Cu电极中的一种。
[0038]优选地，基于本专利技术实施例的钙钛矿太阳能电池，所述空穴传输层为硫氰酸亚铜本文档来自技高网...

【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：由下至上依次层叠设置的透明基底、第一电荷传输层、钙钛矿层、钙钛矿修饰层、第二电荷传输层和金属电极，所述第一电荷传输层为空穴传输层且所述第二电荷传输层为电子传输层，或者所述第一电荷传输层为电子传输层且所述第二电荷传输层为空穴传输层，所述钙钛矿修饰层为Parylene N层、Parylene C层或者Parylene F层中的一种。2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿修饰层的厚度为1～5nm。3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿层的厚度为100～1000nm。4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明基底为FTO玻璃基底或ITO玻璃基底中的一种。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炜，刘宗豪，周静，
申请(专利权)人：华中科技大学鄂州工业技术研究院，
类型：新型
国别省市：