[发明专利]钙钛矿电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钙钛矿电池及其制备方法。其中，一种钙钛矿电池，包括：透明导电基底、空穴阻挡层，形成于所述透明导电基底上、氧化锡层、钝化层、钙钛矿层、空穴传输层、以及形成于所述空穴传输层上的金属电极。上述钙钛矿电池结构稳定性好、光电转化效率高。空穴阻挡层、氧化锡层、钝化层三层之间的位置关系设置合理，可以优化能带匹配。具体而言，氧化锡层较空穴阻挡层的导带低，而将氧化锡层紧挨钙钛矿层设置，这样氧化锡层可以与钙钛矿层之间形成更大的导带能极差，进而可以提高钙钛矿电池的电子迁移率，进一步提高钙钛矿电池的光电转化效率。再者，上述钙钛矿电池的磁滞现象减弱。

技术领域

本发明属于光伏技术领域，具体涉及一种钙钛矿电池及其制备方法。

背景技术

钙钛矿电池作为一种新型太阳能电池，近年来其效率已从3.8％提高到了22.1％，其效率已达到了商业化应用的标准。另外，由于钙钛矿电池的原料来源较广，制备工艺简单，成本较低并且可制备大面积柔性电池和透明电池等优势，使得钙钛矿电池受到越来越多的关注。

目前，钙钛矿电池的内部结构依次为透明导电基底、氧化锡层(电子传输层)、钙钛矿层、空穴传输层、金属电极。上述结构的钙钛矿电池的电子空穴复合严重、光电转化效率低、且钙钛矿电池结构的稳定性差。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种光电转化效率高、且可提高稳定性的钙钛矿电池。

一种钙钛矿电池，包括：

透明导电基底；

空穴阻挡层，形成于所述透明导电基底上；

氧化锡层，形成于所述空穴阻挡层上；

钝化层，形成于所述氧化锡层上；

钙钛矿层，形成于所述钝化层上；

空穴传输层，形成于所述钙钛矿层上；

以及金属电极，形成于所述空穴传输层上。

上述钙钛矿电池结构稳定性好、光电转化效率高。其中，空穴阻挡层可以有效阻挡空穴，尽可能减少电子空穴复合。氧化锡层有较好的电子传输能力。而钝化层可以钝化钙钛矿表面缺陷和晶界处的陷阱态。三者共同作用提高钙钛矿电池的光电转化效率以及钙钛矿电池结构的稳定性。此外，空穴阻挡层、氧化锡层、钝化层三层之间的位置关系设置合理，可以优化能带匹配。具体而言，氧化锡层较空穴阻挡层的导带低，而将氧化锡层紧挨钙钛矿层设置，这样氧化锡层可以与钙钛矿层之间形成更大的导带能极差，进而可以提高钙钛矿电池的电子迁移率，进一步提高钙钛矿电池的光电转化效率。再者，上述钙钛矿电池的磁滞现象减弱。

在其中一个实施例中，所述钝化层为富勒烯层、富勒烯衍生物层或HOCO-(CH₂)_n-NH₃+I^-层。

在其中一个实施例中，所述富勒烯衍生物层为苯基-C61-丁酸甲酯层。

在其中一个实施例中，所述空穴阻挡层为氧化钛层或氧化锌层。

在其中一个实施例中，所述氧化锡层包括氧化锡颗粒以及掺杂在所述氧化锡颗粒的锂盐。

在其中一个实施例中，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂。

本发明还提供了一种钙钛矿电池的制备方法。

一种钙钛矿电池的制备方法，包括如下步骤：

提供透明导电基底；

将第一前驱体溶液旋涂在透明导电基底上，然后第一退火，形成空穴阻挡层；

将第二前驱体溶液旋涂在所述空穴阻挡层上，然后第二退火，形成氧化锡层；