[发明专利]一种背接触式钙钛矿太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种背接触式钙钛矿太阳电池，其特征在于，包括从上到下依次设置的基底(1)、减反射层(2)、三维钙钛矿层(3)、二维钙钛矿层(4)，所述二维钙钛矿层(4)的下表面设有若干个叉指状交错分布的空穴传输层(5)和电子传输层(8)，所述空穴传输层下表面依次设有空穴缓冲层(6)和透明电极层(7)，所述电子传输层的下表面设有中间透明电极层(9)，所述透明电极层(7)、中间透明电极层(9)的下表面上均设有电极(10)，所述基底(1)为普通白玻璃基底或其他透明衬底。

2.根据权利要求1所述的一种背接触式钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述减反射层(2)的厚度为10-1000nm。

3.根据权利要求1所述的一种背接触式钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述三维钙钛矿层(3)的的厚度为10-1000nm。

4.根据权利要求1所述的一种背接触式钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述电子传输层(8)的厚度为10-50nm。

5.根据权利要求1所述的一种背接触式钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述缓冲层(6)的厚度为10-50nm。

6.根据权利要求1所述的一种背接触式钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述透明电极层(7)、中间透明电极层(9)的厚度均为10-1000nm。

7.一种背接触式钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10、以普通白玻璃为基底，对其进行清洗处理后用氮气吹干；

步骤S20、通过溅射法、反应等离子沉积和化学气相沉积制备60-100nm的减反射层(2)，其能够提高对入射光的利用率；

步骤S30、通过热蒸发法、旋涂法、刮涂法、喷涂法制备10-1000nm的三维钙钛矿层(3)，该层吸收太阳光并进行光电转换；

步骤S40、通过旋涂法制备n＝1-60的二维钙钛矿层(4)，该层起到横向运输载流子并且能够增加电池的湿稳定性，其中采用三维钙钛矿层(3)加二维钙钛矿层(4)的结构来解决横向传输的问题；

步骤S50、利用子母掩模版，通过热蒸发法、喷涂法、刮涂法分别制备10-50nm的电子传输层(8)和10-150nm的空穴传输层(5)，其分别起到提取并传输电子和空穴的作用，并且电子传输层(8)、空穴传输层(5)成叉指状分布，叉指状钙钛矿载流子传输层的实现；

步骤S60、利用母掩模版，通过蒸镀法在空穴传输层(5)上制备3-5nm的空穴缓冲层(6)，其是减弱溅射时高能离子对空穴传输层薄膜的损伤，通过隧穿效应起到欧姆接触的作用；

步骤S70、利用母掩模版，通过溅射法在空穴缓冲层(6)、电子传输层(8)上分别溅射60-80nm的透明电极层(7)、中间透明电极层(9)，其起到增加载流子的横向传输作用，可以减少金属电极Ag用量；

步骤S80、通过蒸镀法、溅射法制备100-150nm的电极(10)，其是导出电子和空穴供外电路使用。

8.根据权利要求7所述的一种背接触式钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，所述减反射层(2)的材料为TCO薄膜、SiO_x、SiN_x、MgF₂或是其组合中的任意一种；

所述维钙钛矿层(3)的材料为MAPbI₃、FAPbI₃、CsPbI₃中的任意一种；

所述二维钙钛矿层(4)的材料为(NH₃-R-NH₃)MX₄或(R-NH₃)₂MX₄；

所述空穴传输层(5)的材料为Spiro-OMeTAD、PTAA、NiO_x、CuSCN、P₃HT中的任意一种；

所述空穴缓冲层(6)的材料为MoO_x、WO_x、TiO_x、VO_x中的任意一种；

所述透明电极层(7)、中间透明电极层(9)的材料均为中ITO、FTO、AZO、ICO、IWO中的任意一种；

所述电子传输层(8)的材料为SnO₂、TiO₂、ZnO中的任意一种。