[发明专利]一种三元卤素钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种三元卤素钙钛矿太阳能电池及其制备方法，属于光伏技术领域，该三元卤素钙钛矿太阳能电池由下往上依次由基底层、电子传输层、聚甲基丙烯酸甲酯/[6.6]‑苯基‑C61丁酸甲酯钝化层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属背电极层叠组成。该三元卤素钙钛矿太阳能电池中，电子传输层和钙钛矿吸光层中间插入一层聚甲基丙烯酸甲酯/[6.6]‑苯基‑C61丁酸甲酯钝化层，可以保证该三元卤素钙钛矿太阳能电池具有高开路电压、高转化效率、迟滞可忽略的特点。该三元卤素钙钛矿太阳能电池制备方法简单易操作，重复性高，可以在工业生产中大规模推广，在太阳能电池商业化方面有着潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于光伏技术领域，具体涉及一种三元卤素钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

当前能源危机变得越来越严峻，太阳能电池作为一种清洁可再生的能源，可以将光能直接转变成电能，具有很大的应用前景。关于太阳能电池的研究一直是科学界的研究热潮，现已成为各国在经济、军事装备上可持续发展战略的研究课题。第一代太阳能技术是硅基太阳能电池，其技术最为成熟，应用最为广泛，但需要使用昂贵的高纯硅(纯度要求在99.999％)，成为制约其发展的重要因素。第二代薄膜太阳能电池，薄膜具有较低的缺陷密度，但制备过程中需要大量稀缺元素，增加了电池的生产成本，限制了其大规模的应用。为了解决这些显著的问题，简化制备工艺，降低生产成本，同时提高光电转换效率，科学家提出了第三代太阳能电池即有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池。近十年时间，钙钛矿太阳能电池凭借生产低成本、制作工艺简单和光电转换效率高等优点在国际上掀起了研究热潮。

近年来，界面修饰方法被广泛用来钝化钙钛矿吸光层与电子或空穴传输层的界面，以减少界面的缺陷密度，减少界面的载流子复合，提高太阳能电池的光电转化效率。以往的研究已用PMMA或PCBM等有机材料用来钝化电子传输层与钙钛矿吸光层或钙钛矿吸光层与空穴传输层之间的界面，以提高钙钛矿太阳能电池的效率。但PMMA是绝缘材料，无法有效的传输电子或空穴，这必然会电池的导致填充因子(FF)下降，利用PCBM钝化界面时，由于透过率的降低会导致短路电流(Jsc)有一定的降低。因此，急需一种界面修饰材料来提升钙钛矿电池的开路电压和光电转化效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种三元卤素钙钛矿太阳能电池；目的之二在于提供一种三元卤素钙钛矿太阳能电池的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种三元卤素钙钛矿太阳能电池，所述三元卤素钙钛矿太阳能电池由下往上依次由基底层、电子传输层、聚甲基丙烯酸甲酯/[6.6]-苯基-C61丁酸甲酯钝化层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属背电极层叠组成。

优选的，所述聚甲基丙烯酸甲酯/[6.6]-苯基-C61丁酸甲酯钝化层中聚甲基丙烯酸甲酯与[6.6]-苯基-C61丁酸甲酯的质量比为1:1-3。

优选的，所述聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为80,000-200,000。

优选的，所述基底层为ITO，所述电子传输层为SnO₂电子传输层，所述钙钛矿吸光层为Cs_0.05(FA_0.85MA_0.15)_0.95Pb(I_0.85Br_0.15)₃钙钛矿吸光层；所述空穴传输层为Spiro-OMeTAD空穴传输层，所述金属背电极为Ag。

2、所述的一种三元卤素钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)对导电基底进行预处理；

(2)在经步骤(1)处理后的导电基底上旋涂制备电子传输层；

(3)在步骤(2)中电子传输层上旋涂制备聚甲基丙烯酸甲酯/[6.6]-苯基-C61丁酸甲酯钝化层；