[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池和其制备方法

说明书

本申请涉及一种钙钛矿太阳能电池和其制备方法，该钙钛矿电池包括自下而上依次排布的导电玻璃层、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和金属电极层；其中，上述电子传输层的材料为掺杂M金属的氧化锡，所述M金属为稀土金属、碱金属或者碱土金属。根据本申请提供的钙钛矿太阳能电池和其制备方法，能够显著提高电子传输层的电荷载流子浓度，同时能够使能级更加地匹配，从而增强了电子的传输能力，提高了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。

技术领域

本申请涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池和其制备方法。

背景技术

近年来，能源危机变得越来越紧迫，清洁能源的研究变得更加的重要。清洁能源包括太阳能、风能、水电能，其中，光伏电池可以将太阳能转变为电能具有很广阔的情景。太阳能技术的发展大致经历了三个阶段：第一代太阳能电池主要指单晶硅和多晶硅太阳能电池，其在实验室的光电转换效率已经分别达到25％和20.4％；第二代太阳能电池主要包括非晶硅薄膜电池和多晶硅薄膜电池。第三代太阳能电池主要指具有高转换效率的一些新概念电池,如染料敏化电池、量子点电池以及有机太阳能电池等。其中，钙钛矿太阳能电池作为新概念电池的一种，近年来发展迅速，达到了可观的光电转换效率。

在钙钛矿太阳能电池的组成结构中，电子传输层扮演着十分重要的角色，其光学、电学性能以及自身的稳定性，可以直接影响钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。近两年，SnO₂作为一个性能优异的电子传输层材料，受到了研究者们广泛的关注。最近的研究结果显示，使用商业购买的SnO₂纳米颗粒作为电子传输层可以制备出高效的平面钙钛矿太阳能电池，但是，这种平面型PSCs(Perovskite Solar Cells钙钛矿太阳能电池)的PCE(power conversion efficiency光电转换效率)仍低于介孔型结构的钙钛矿太阳能电池的PCE，其中一个原因是SnO₂的电子迁移率相对较低，使得SnO₂与钙钛矿层界面电荷积聚，影响电池效率的提升。所以，发明一种工艺流程简单、低温、制备成本低、易重复、稳定高效的新型SnO₂电子传输层制备方法以及制备出高效的平面钙钛矿太阳能电池是十分有必要的。

发明内容

本申请提供了一种钙钛矿太阳能电池和其制备方法，以解决现有技术中电子传输层的电子迁移率较低，影响电池效率提升的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种钙钛矿太阳能电池，包括：自下而上依次排布的导电玻璃层、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和金属电极层；其中，所述电子传输层的材料为掺杂M金属的氧化锡，所述M金属为稀土金属、碱金属或碱土金属。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括：在导电玻璃层上制备电子传输层；

在所述电子传输层上制备钙钛矿层；

在所述钙钛矿层上制备空穴传输层；

在所述空穴传输层上蒸镀金属电极层；

其中，所述电子传输层的材料为掺杂M金属的氧化锡，所述M金属为稀土金属、碱金属或者碱土金属。

根据本发明提供的技术方案能够看出，本发明具有如下有益效果：本发明提供的钙钛矿太阳能电池能够显著提高电子传输层的电荷载流子浓度，同时能够使能级更加地匹配，从而增强了电子传输能力，以进一步地提高了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。另外，本发明提供的制备钙钛矿太阳能电池的方法简易、制备工艺简单，极大地提升了钙钛矿太阳能电池的生产效率。

附图说明

图1为本申请实施例一提供的钙钛矿太阳能电池的结构示意图，其中，1-金属电极层，2-空穴传输层，3-钙钛矿层，4-电子传输层，5-导电玻璃层；