[发明专利]提高钙钛矿器件稳定性的方法

说明书

一种提高钙钛矿器件稳定性的方法，通过在含有钙钛矿薄膜的光电器件中设置金属热反射层，通过降低温度梯度以减少其导致的离子迁移过程，从而提高钙钛矿器件的稳定性。本发明能够大幅度提高钙钛矿电池稳定性，制造更实用化的太阳电池等光电器件。

技术领域

本发明涉及的是一种光电材料领域的技术，具体是一种通过物理调控提高钙钛矿太阳电池及其他器件稳定性的方法。

背景技术

近年来，新型有机—无机杂化钙钛矿材料，以卤化胺铅盐如CH₃NH₃PbI₃等为代表，以其优异的光电转换性能、载流子导电性以及易制备性得到迅猛的发展并产生了很多引人瞩目的研究成果，且钙钛矿太阳电池效率在几年内得到了飞速发展。然而，其材料稳定性(钙钛矿会在水氧作用下分解)仍然是制约钙钛矿器件实用性的一个至关重要的因素。而目前提高稳定性的方法主要通过化学掺杂或附加功能结构层等，而这往往又提高了制备过程的复杂性，与电池制备工艺的实用性和降低成本形成了矛盾。研究发现，温度梯度的存在可明显降低钙钛矿稳定性，并且在实际应用中光照导致的温度梯度存在则是不可避免的因素，甚至在封装完好的情况下仍然可以造成影响。

发明内容

本发明针对现有化学掺杂等方法等在复杂性、可控性等等方面的缺点，提出一种提高钙钛矿器件稳定性的方法，能够大幅度提高钙钛矿电池稳定性，制造更实用化的太阳电池等光电器件。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明通过在含有钙钛矿薄膜的光电器件中设置金属热反射层，通过降低温度梯度以减少其导致的离子迁移过程，从而提高钙钛矿器件的稳定性。

所述的钙钛矿材料为有机-无机杂化钙钛矿材料，优选为CH₃NH₃PbI₃(甲胺碘化铅)或 CH(NH₂)₂PbI₃(甲脒碘化铅)，该钙钛矿材料通过在导电层上采用旋涂法制备得到。

所述的光电器件采用但不限于太阳电池，例如n-i-p结构钙钛矿太阳电池，其结构依次包括：导电层、电子传导层、钙钛矿薄膜、空穴传导层、上电极，或p-i-n结构钙钛矿太阳电池，其结构依次包括：导电层、空穴传导层、钙钛矿薄膜、电子传导层、上电极。

所述的金属热反射层设置于与光电器件中与光入射面相对的一侧，即当光从下方入射时，则金属热反射层设置于n-i-p结构钙钛矿太阳电池的钙钛矿薄膜/传导层或p-i-n结构钙钛矿太阳电池的电子传导层/上电极的上方。

所述的金属热反射层采用但不限于铝箔，优选采用厚度为2-200μm的铝箔。

所述的钙钛矿薄膜，其厚度为10-1000nm，形貌为平面或有起伏结构，可由旋涂法等各种方法制备。

所述的导电层优选为导电FTO玻璃。

所述的电子传导层优选为氧化锌、氧化钛或PCBM。

所述的空穴传输层优选为Spiro-MeoTAD、PSS:PEDOT或NiO_x。

本发明涉及一种热反射层在钙钛矿器件中的应用，即通过在含钙钛矿器件的背电极上方植入热反射层，提高所述器件在有温度梯度下的随时间稳定性。

所述的植入，采用但不限于在背电极上方与封装外壳之间机械固定、在背电极上方及封装外壳之外采用机械固定或镀膜的方式实现。

技术效果

与现有技术相比，本发明的技术效果包括：

1)可明显提高钙钛矿装置中的钙钛矿在有温度梯度下的随时间稳定性；

2)所涉及的技术简单，无附加处理或者掺杂等复杂手段；