【技术实现步骤摘要】
本申请涉及太阳电池领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳电池及其制备方法、光伏组件。
技术介绍
1、钙钛矿太阳电池是一种将太阳能转换为电能的器件。空穴传输层通常位于钙钛矿吸收层表面，起到提取和传输钙钛矿吸收层产生的光生空穴的作用。
2、目前，基于传统空穴传输层材料(例如spiro-meotad、ptaa、niox等)的钙钛矿太阳电池，在制备钙钛矿吸收层时，通常是先通过共蒸发法制备含铅的骨架层，然后将骨架层与有机盐阳离子反应，得到钙钛矿吸收层。但是这种制备工艺生产的骨架层存在致密度过高的问题，使得后续工序中的有机盐阳离子难以渗透至骨架层底部，进而导致生成的钙钛矿薄膜反应不完全，影响钙钛矿吸收层性能。
3、现有技术通过辅助工艺来降低骨架层的致密度。例如，通过对骨架层进行湿度退火处理。但是，一方面，上述额外的辅助工艺增加了工艺流程繁琐程度；另一方面，湿度退火时水容易破坏钙钛矿吸收层结构，影响钙钛矿太阳电池性能。因此亟需一种新的钙钛矿太阳电池，以解决现有钙钛矿太阳电池存在的上述问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本申请公开了一种钙钛矿太阳电池及其制备方法、光伏组件，在提高钙钛矿太阳电池的性能的同时，避免钙钛矿太阳电池因需通过额外辅助工艺降低骨架层致密度而带来的工艺流程繁琐的问题。
2、第一个方面，本申请提供了一种钙钛矿太阳电池，包括基底以及依次层叠设置在所述基底上的空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层、缓冲层和第一透明电极层，其中，所述空穴传输层包括碳
3、在一种实施方式中，所述第一碳纳米管的平均长度为30～200nm，平均直径为5～9nm。
4、在一种实施方式中，所述碳纳米管层的厚度为5～10nm。
5、在一种实施方式中，所述基底包括底电池和层叠设置在所述底电池上的载流子复合层，所述空穴传输层设于所述载流子复合层上，所述基底朝向所述空穴传输层的一侧表面具有绒面结构；
6、或者，所述基底为透明导电基底，所述空穴传输层设于所述透明导电基底上。
7、在一种实施方式中，所述第一碳纳米管选自普通碳纳米管、羧基化碳纳米管、氨基化碳纳米管和氟化碳纳米管中的至少一种。
8、在一种实施方式中，所述碳纳米管层中包括第二碳纳米管，所述第二碳纳米管的平均长度为200～400nm，平均直径为15～20nm。
9、在一种实施方式中，所述电子传输层中包括第三碳纳米管，所述第三碳纳米管为n型半导体碳纳米管。
10、在一种实施方式中，所述碳纳米管阵列中的第一碳纳米管与第一方向的夹角范围为0°～90°，所述第一方向为平行于所述基底的方向。
11、在一种实施方式中，所述钙钛矿太阳电池还包括钝化层和减反射层，其中，所述钝化层位于所述钙钛矿吸收层和电子传输层之间，所述减反射层位于所述第一透明电极层背离所述缓冲层的一侧表面。
12、第二个方面，本申请提供了一种如第一个方面所述的钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
13、提供所述基底；
14、将碳纳米管分散液旋涂在所述基底的载流子复合层的表面，干燥后得到碳纳米管层；
15、在碳纳米管层的表面通过cvd法沉积生成第一碳纳米管，形成碳纳米管阵列；
16、在碳纳米管层的表面通过共蒸发法制备钙钛矿吸收层；
17、在所述钙钛矿吸收层表面依次制备电子传输层、缓冲层和第一透明电极层，得到钙钛矿太阳电池。
18、在一种实施方式中，cvd法的碳源气体流量为0.1～1l/min，沉积温度为150～250℃。
19、在一种实施方式中，所述共蒸发法中，共蒸发材料包括pbi2和csx，共蒸发速率为pbi2∶csx＝5～13∶1，所述x选自cl、br和i中的任意一种。
20、第三个方面，本申请提供一种光伏组件，所述光伏组件包括如第一个方面所述的钙钛矿太阳电池，或者，所述光伏组件包括如第二个方面所述的制备方法制备的钙钛矿太阳电池。
21、与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果：
22、本申请的钙钛矿太阳电池，形成了包括碳纳米管层以及碳纳米管阵列的特殊结构的空穴传输层。其中，第一碳纳米管从所述碳纳米管层的表面向外延并嵌入钙钛矿吸收层，有利于骨架层形成疏松结构，可以快速将钙钛矿吸收层产生的载流子传输至电极，提升载流子的传输效率，从而提升钙钛矿电池的填充因子。本申请钙钛矿太阳电池中的空穴传输层，其中的碳纳米管层能够分隔载流子复合层和钙钛矿吸收层，避免钙钛矿吸收层直接与载流子复合层接触而影响载流子的提取和传输性能。并且，本申请无需进行湿度退火等处理手段，避免了其它辅助工艺带来的对钙钛矿吸收层的负面影响。可见，本申请通过空穴传输层的结构及材料的共同作用，在提高钙钛矿太阳电池的性能的同时，避免钙钛矿太阳电池因需通过额外辅助工艺降低骨架层致密度而带来的工艺流程繁琐的问题。
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1.一种钙钛矿太阳电池，其特征在于，包括基底以及依次层叠设置在所述基底上的空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层、缓冲层和第一透明电极层，其中，
2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述第一碳纳米管的平均长度为30～200nm，平均直径为5～9nm。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述碳纳米管层的厚度为5～10nm。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述基底包括底电池和层叠设置在所述底电池上的载流子复合层，所述空穴传输层设于所述载流子复合层上，所述基底朝向所述空穴传输层的一侧表面具有绒面结构；
5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述第一碳纳米管选自普通碳纳米管、羧基化碳纳米管、氨基化碳纳米管和氟化碳纳米管中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述碳纳米管层中包括第二碳纳米管，所述第二碳纳米管的平均长度为200～400nm，平均直径为15～20nm。
7.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述电
8.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述碳纳米管阵列中的第一碳纳米管与第一方向的夹角范围为0°～90°，所述第一方向为平行于所述基底的方向。
9.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述钙钛矿太阳电池还包括钝化层和减反射层，其中，所述钝化层位于所述钙钛矿吸收层和电子传输层之间，所述减反射层位于所述第一透明电极层背离所述缓冲层的一侧表面。
10.一种如权利要求1至9任一项所述的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，形成所述碳纳米管阵列的步骤中，所述CVD法的碳源气体流量为0.1～1L/min，沉积温度为150～250℃。
12.根据权利要求10所述的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，所述共蒸发法中，共蒸发材料包括PbI2和CsX，共蒸发速率为PbI2∶CsX＝5～13∶1，所述X选自Cl、Br和I中的任意一种。
13.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括权利要求1至9任一项所述的钙钛矿太阳电池，或者，所述光伏组件包括权利要求10或12所述的制备方法制备的钙钛矿太阳电池。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳电池，其特征在于，包括基底以及依次层叠设置在所述基底上的空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层、缓冲层和第一透明电极层，其中，
2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述第一碳纳米管的平均长度为30～200nm，平均直径为5～9nm。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述碳纳米管层的厚度为5～10nm。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述基底包括底电池和层叠设置在所述底电池上的载流子复合层，所述空穴传输层设于所述载流子复合层上，所述基底朝向所述空穴传输层的一侧表面具有绒面结构；
5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述第一碳纳米管选自普通碳纳米管、羧基化碳纳米管、氨基化碳纳米管和氟化碳纳米管中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述碳纳米管层中包括第二碳纳米管，所述第二碳纳米管的平均长度为200～400nm，平均直径为15～20nm。
7.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述电子传输层中包括第三碳纳米管，所述第三碳纳米管为n型半导体碳纳米管。
...【专利技术属性】
技术研发人员：龙武，邢国强，唐洁，
申请(专利权)人：通威太阳能成都有限公司，
类型：发明
国别省市：
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