[发明专利]一种钙钛矿太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳电池，其特征在于，其自下而上依次包括透明电极(1)、介孔p-i-n结构框架和对电极(6)，其中所述介孔p-i-n结构框架由n型半导体层(3)、绝缘层(4)、p型半导体层(5)依次层叠构成，所述n型半导体层(3)、所述绝缘层(4)和所述p型半导体层(5)均包含介孔，所述n型半导体层(3)、所述绝缘层(4)和所述p型半导体层(5)的介孔内均填充有钙钛矿材料。

2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，在所述透明电极(1)与所述介孔p-i-n结构框架之间设置有用于阻挡电子或空穴的致密层(2)。

3.如权利要求1或2所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述n型半导体层(3)为无机材料，包括TiO₂、SnO₂、ZnO、Zn₂SnO₄、Nb₂O₅、WO₃、BaTiO₃、SrTiO₃中的至少一种。

4.如权利要求1或2所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述绝缘层(4)为无机材料，包括ZrO₂、Al₂O₃、SiO₂、SiC、Si₃N₄、Ca₃(PO₄)₂中的至少一种。

5.如权利要求1或2所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述p型半导体层(5)为无机材料，包括NiO、CuO、CuSCN、CuI、CuGaO₂、CuCrO₂、CuAlO₂中的至少一种。

6.如权利要求1或2所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述钙钛矿材料为(CH₃NH₃)PbX_mY_3-m中的一种或多种，其中X，Y＝Cl，Br，I；m＝0～3。

7.一种制备权利要求1－6任一项所述的钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：

⑴在透明导电基底上制备介孔p-i-n结构框架，包括：

(1-1)通过旋涂法或丝网印刷法将粒径大小为10nm-100nm的n型半导体材料的浆料均匀涂覆在透明导电基底上，并干燥后形成厚度为50nm-600nm的n型半导体层；

(1-2)通过旋涂法或丝网印刷法将粒径大小为10nm-400nm的绝缘材料的浆料均匀涂覆在所述n型半导体层上，并干燥后形成厚度为100nm-800nm的绝缘层；

(1-3)通过旋涂法或丝网印刷法将粒径大小为10nm-400nm的p型半导体材料的浆料均匀涂覆在所述绝缘层上，并干燥后形成厚度为100nm-800nm的p型半导体层；

(1-4)在400℃-500℃烧结使所述n型半导体层、所述绝缘层和所述p型半导体层均形成介孔，从而在透明导电基底上形成介孔p-i-n结构框架；

或者，

(1-1)通过旋涂法或丝网印刷法将粒径大小为10nm-400nm的p型半导体材料的浆料均匀涂覆在透明导电基底上，并干燥后形成厚度为100nm-800nm的p型半导体层；

(1-2)通过旋涂法或丝网印刷法将粒径大小为10nm-400nm的绝缘材料的浆料均匀涂覆在所述p型半导体层上，并干燥后形成厚度为100nm-800nm的绝缘层；

(1-3)通过旋涂法或丝网印刷法将粒径大小为10nm-100nm的n型半导体材料的浆料均匀涂覆在所述绝缘层上，并干燥后形成厚度为50nm-600nm的n型半导体层；

(1-4)在400℃-500℃烧结使所述n型半导体层、所述绝缘层和所述p型半导体层均形成介孔，从而在透明导电基底上形成介孔p-i-n结构框架；

⑵填充钙钛矿材料，并制备对电极层，包括：

通过旋涂或滴涂法向所述n型半导体层、绝缘层和p型半导体层中的介孔中填充钙钛矿材料，并通过热蒸发在所述介孔p-i-n结构框架上制备对电极层；或者，通过旋涂法或丝网印刷法在介孔p-i-n结构框架上制备多孔对电极层，然后再通过旋涂或滴涂法向介孔p-i-n结构框架中的介孔中填充钙钛矿材料。