[发明专利]一种包含钙钛矿材料的太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种包含钙钛矿材料的太阳能电池及其制备方法，该电池包括依次层叠的透光层、透明电极层、过渡层、吸光层、电子吸收层、空穴传输层和顶电极，其中： 所述过渡层为镍的氧化物；吸光层为具有钙钛矿结构的材料;所述电子吸收层是由富勒烯衍生物构成;所述空穴传输层由三元氧化物构成，所述顶电极由导电性能良好的材料构成。

2.一种如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层为三元氧化物，由Ti、Nb、O三种元素构成，且Nb／Ti的摩尔比介于1：30与1：10之间；所述吸光层厚度在20-100nm之间，所述电子吸收层厚度在30-150nm之间，所述顶电极厚度在50-300nm之间。

3.一种如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，其制备方法包含以下步骤：

1）透光层采用透光率在90%以上的玻璃；

2）采用导电玻璃作为透明电极层； 


3）制备过渡层：采用喷涂热分解技术在导电玻璃表面制备镍的氧化物层；

4）制备吸光层：

a. 配制PbI2溶液， PbI2的浓度为0.5-3.0Mol/L， 溶剂为二甲基甲酰胺；

b. 配制 CH3NH3I溶液： 浓度 5-10mg/mL， 溶剂为异丙醇；

采用溶液法原位合成钙钛矿材料：先在过渡层上旋涂PbI2溶液，烘干后放入CH3NH3I 溶液中浸泡生长出钙钛矿材料，得到钙钛矿吸光层，然后在5个大气压的作用下进行压片处理；通过控制PbI2与CH3NH3I反应溶液的浓度，控制钙钛矿的形貌与厚度，厚度控制在20-100nm之间；

5）制备电子吸收层：

采用富勒烯衍生物的氯苯溶液旋涂于吸光层，烘干，得到电子吸收层，控制溶液的浓度与涂布厚度，使电子吸收层的厚度在30-150nm之间；

6）制备空穴传输层：

将异丙氧基钛（或双 ( 乙酰丙酮基 ) 二异丙基钛酸酯前驱体溶液）与乙醇铌的混合，搅拌均匀，旋涂于电子吸收层上；

7）顶电极的制备：

采用真空热蒸镀、喷涂、沉积等方法，在器件上表面蒸镀50-300nm的导电金属层或碳层。

4.如权利要求 1 所述的太阳能电池，其特征在于，透明电极的材料为透明且能导电的材料组成，包括但不限于铟锡氧化物(ITO，Indium Tin Oxides)、氟锡氧化物(FTO，fluorine doped tin oxide)、铝锌氧化物 (AZO，aluminium-doped zinc oxide)等透明电极材料。

5.如权利要求 1 所述的太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿结构光伏材料为 ABX3 型晶体结构的有机无机杂化钙钛矿； 其中，B为铅、锡、锑，X为卤素。

6.如权利要求 1 所述的太阳能电池，其特征在于，电子吸收层为富勒烯的衍生物，包含但不限于PCBM、PC71BM。

7.如权利要求 1 所述的太阳能电池，其特征在于，所述顶电极为金属电极或碳材料电极。

8.如权利要求 1 所述的太阳能电池，其特征在于，过渡层的厚度为5-50nm范围内。

9.如权利要求 1 所述的太阳能电池，其特征在于，所述透光层为透光率大于90%的材料。