一种优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法技术

本发明专利技术提供了一种优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法，包括以下步骤：在钙钛矿太阳能电池的电荷传输层和金属电极之间设置纳米金属缓冲层。与现有技术相比，本发明专利技术提供了一种纳米金属缓冲层优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法，通过设置纳米金属缓冲层优化钙钛矿太阳能电池器件的对电极，实现优化电荷传输效果，提高器件光电转换性能的作用，同时纳米金属缓冲层可以有效改善电荷传输层和贵金属之间的浸润效果，提高界面结合效果。提高界面结合效果。提高界面结合效果。

【技术实现步骤摘要】
一种优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法


[0001]本专利技术涉及钙钛矿太阳能电池
，更具体地说，是涉及一种优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法。

技术介绍

[0002]随着科技进步，生产、生活对于电力需求日益增加，因此对不可再生能源发电和环境造成了巨大压力。在此背景下，发展新型清洁能源成为大势所趋，其中，太阳能资源作为一种储存量丰富、无污染的资源在发电领域引起了极大的兴趣。钙钛矿太阳能电池凭借其高理论转换效率、原料来源广、制备简单等特点有望成为第三代推广应用的太阳能电池，实现平价上网。钙钛矿太阳能电池为三明治结构，分别由透明导电基底、电荷传输层1、钙钛矿吸收层、电荷传输层2、对电极构成，相较于其他功能层，对电极往往处于器件的最外界面，容易被破坏进而导致期间失效。其次，对电极与电荷传输层之间的功函数匹配，其阻值在串联电阻中占据了很大的比例，对电池的性能有显著的影响。目前常用的对电极包括金、银的贵金属，成本较高。因此，对于金属电极的设计优化对器件的稳定性、光电转换性能以及器件成本都有十分重要的价值。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法，通过设置纳米金属缓冲层，实现优化电荷传输效果，提高器件光电转换性能的作用，同时可以有效改善电荷传输层和贵金属之间的浸润效果，提高界面结合效果。
[0004]本专利技术提供了一种优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法，包括以下步骤：
[0005]在钙钛矿太阳能电池的电荷传输层和金属电极之间设置纳米金属缓冲层。
[0006]优选的，所述电荷传输层为电子传输层或空穴传输层；
[0007]当所述电荷传输层为电子传输层时，所述钙钛矿太阳能电池的结构具体为：透明导电基底
‑
空穴传输层
‑
钙钛矿吸收层
‑
电子传输层
‑
纳米金属缓冲层
‑
金属电极；
[0008]当所述电荷传输层为空穴传输层时，所述钙钛矿太阳能电池的结构具体为：透明导电基底
‑
电子传输层
‑
钙钛矿吸收层
‑
空穴传输层
‑
纳米金属缓冲层
‑
金属电极。
[0009]优选的，所述透明导电基底为ITO玻璃、FTO玻璃、AZO玻璃或导电PET。
[0010]优选的，所述电子传输层为SnO2层、TiO2层或C60及其衍生物层，厚度为10nm～100nm。
[0011]优选的，所述空穴传输层为Spiro
‑
OMeTAD层、NiOx层或CuOx层，厚度为10nm～100nm。
[0012]优选的，所述钙钛矿吸收层具有ABX3型晶体结构，其中，A为有机阳离子和/或无机阳离子，B为Pb
2+
或Sn
2+
，X为I
‑
、Br
‑
和Cl
‑
中的一种或多种；
[0013]所述钙钛矿吸收层的厚度为100nm～900nm。
[0014]优选的，所述金属电极为Au电极或Ag电极，厚度为50nm～150nm。
[0015]优选的，所述设置纳米金属缓冲层的方式为溅射、沉积、蒸镀或电镀。
[0016]优选的，所述纳米金属缓冲层为Cu缓冲层或Ti缓冲层，厚度为5nm～50nm。
[0017]本专利技术提供了一种优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法，包括以下步骤：在钙钛矿太阳能电池的电荷传输层和金属电极之间设置纳米金属缓冲层。与现有技术相比，本专利技术提供了一种纳米金属缓冲层优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法，通过设置纳米金属缓冲层优化钙钛矿太阳能电池器件的对电极，实现优化电荷传输效果，提高器件光电转换性能的作用，同时纳米金属缓冲层可以有效改善电荷传输层和贵金属之间的浸润效果，提高界面结合效果。
[0018]另外，本专利技术提供的方法对现有钙钛矿太阳能电池制备工艺影响小、易实现，条件温和、易控，同时相较于贵金属，缓冲层金属成本较低，实现器件降本，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例提供的钙钛矿太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]本专利技术提供了一种优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法，包括以下步骤：
[0022]在钙钛矿太阳能电池的电荷传输层和金属电极之间设置纳米金属缓冲层。
[0023]请参阅图1，图1为本专利技术实施例提供的钙钛矿太阳能电池的结构示意图。
[0024]在本专利技术中，所述电荷传输层优选为电子传输层或空穴传输层。在本专利技术一个优选的实施例中，所述电荷传输层为电子传输层，在此基础上，所述钙钛矿太阳能电池的结构具体为：透明导电基底
‑
空穴传输层
‑
钙钛矿吸收层
‑
电子传输层
‑
纳米金属缓冲层
‑
金属电极。在本专利技术另一个优选的实施例中，所述电荷传输层为空穴传输层时，在此基础上，所述钙钛矿太阳能电池的结构具体为：透明导电基底
‑
电子传输层
‑
钙钛矿吸收层
‑
空穴传输层
‑
纳米金属缓冲层
‑
金属电极。
[0025]在本专利技术中，所述透明导电基底优选为ITO玻璃、FTO玻璃、AZO玻璃或导电PET，更优选为ITO玻璃或FTO玻璃。本专利技术对所述透明导电基底的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品。
[0026]在本专利技术中，所述电子传输层优选为SnO2层、TiO2层或C60及其衍生物层，更优选为SnO2层或C60电子传输层。本专利技术对所述电子传输层的获得方式没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的电子传输层的制备方法即可。
[0027]在本专利技术中，所述电子传输层的厚度优选为10nm～100nm，更优选为30nm～40nm。
[0028]在本专利技术中，所述空穴传输层优选为Spiro
‑
OMeTAD层、NiOx层或CuOx层，更优选为NiOx层或Spiro
‑
OMeTAD层。本专利技术对所述空穴传输层的获得方式没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的空穴传输层的制备方法即可。
[0029]在本专利技术中，所述空穴传输层的厚度优选为10nm～100nm，更优选为20nm～50nm。
[0030]在本专利技术中，所述钙钛矿吸收层优选具有ABX3型晶体结构，其中，A为有机阳离子和/或无机阳离子，B为Pb
2+
或Sn
2+
，X为I
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法，其特征在于，包括以下步骤：在钙钛矿太阳能电池的电荷传输层和金属电极之间设置纳米金属缓冲层。2.根据权利要求1所述的优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法，其特征在于，所述电荷传输层为电子传输层或空穴传输层；当所述电荷传输层为电子传输层时，所述钙钛矿太阳能电池的结构具体为：透明导电基底
‑
空穴传输层
‑
钙钛矿吸收层
‑
电子传输层
‑
纳米金属缓冲层
‑
金属电极；当所述电荷传输层为空穴传输层时，所述钙钛矿太阳能电池的结构具体为：透明导电基底
‑
电子传输层
‑
钙钛矿吸收层
‑
空穴传输层
‑
纳米金属缓冲层
‑
金属电极。3.根据权利要求2所述的优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法，其特征在于，所述透明导电基底为ITO玻璃、FTO玻璃、AZO玻璃或导电PET。4.根据权利要求2所述的优化钙钛矿太阳能电池金属电极的方法，其特征在于，所述电子传输层为SnO2层、TiO2层...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫东，赵政晶，赵志国，赵东明，秦校军，蔡子贺，刘云，
申请(专利权)人：华能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：