[发明专利]一种维生素有机物质修饰的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及光伏发电领域，特别涉及一种维生素有机物质修饰的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，所述太阳能电池包括：光吸收层，其中，所述光吸收层包括维生素材料与光吸收材料；至少一对相互接触的第一导电层与电子传输层，所述电子传输层与光吸收层接触；至少一对相互接触的第二导电层与空穴传输层，所述空穴传输层与光吸收层接触。本发明通过维生素材料修饰钙钛矿光吸收层，能够调控晶体薄膜的覆盖性及均匀性，减少针孔的形成，获得连续、无针孔、覆盖比面积大的钙钛矿薄膜，并获得性能优良的钙钛矿太阳能电池。

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，特别涉及一种维生素有机物质修饰的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

随着工业发展和人口增长，化石能源日渐枯竭，生态环境不断恶化，寻求清洁能源已经成为全世界关注的焦点。太阳能电池因其绿色环保、储能丰富、受地理环境影响小的特点，被誉为最有前途的绿色能源。太阳能电池利用光伏发电直接将太阳能转化为电能，是人类应对能源危机和解决环境问题的重要对策。钙钛矿太阳能电池在短短几年时间里引起了全世界研究者们广泛的关注，其光电转换效率从开始的3.8％迅速提升。高的光电转换效率得益于钙钛矿材料本身的性质，钙钛矿材料具有优异的光学和电学性质，比如：直接带隙、高光吸收系数、高载流子迁移率、长载流子扩散长度。

要使钙钛矿太阳能电池实现商业化大批量生产，仍然存在许多关键的问题亟待解决，其中影响钙钛矿太阳电池性能的一个重要因素是钙钛矿材料薄膜形貌的控制。在电池器件的制备过程中，不连续的钙钛矿薄膜存在针孔问题，导致吸光度变差和光电流变小，同时引起上下的电子传输层和空穴传输层部分接触，增加漏电流路径，降低器件的并联电阻，破坏钙钛矿电池的性能。基于以上问题，急需一种钙钛矿光吸收层薄膜结晶均匀无针孔的太阳能电池及其制备方法。

发明内容

基于以上问题，本发明提供了一种维生素有机物质修饰的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。本发明通过维生素材料修饰钙钛矿光吸收层，能够调控晶体薄膜的覆盖性及均匀性，减少针孔的形成，获得连续、无针孔、覆盖比面积大的钙钛矿薄膜，并获得性能优良的钙钛矿太阳能电池。

根据本发明实施例之一提供一种维生素有机物质修饰的钙钛矿太阳能电池，所述太阳能电池包括：光吸收层，其中，所述光吸收层包括维生素材料与光吸收材料；至少一对相互接触的第一导电层与电子传输层，所述电子传输层与光吸收层接触；至少一对相互接触的第二导电层与空穴传输层，所述空穴传输层与光吸收层接触。

在一些实施例中，所述维生素材料为维生素A、维生素B、维生素C、维生素D、维生素E、维生素K、维生素H、维生素P、维生素PP、维生素M、维生素T或维生素U中的一种或多种组合。

在一些实施例中，所述光吸收材料为CH3NH3PbI3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbCl3、CH(NH2)2PbI3、CH(NH2)2PbBr3、CH(NH2)2PbCl3、CsPbI3、CH3NH3SnI3、CH(NH2)2SnI3、CsSnI3、CsSnBr3、CsSnCl3、CH3NH3PbIxBr3-x、CH3NH3PbIxCl3-x、CH(NH2)2PbIxBr3-x、CH(NH2)2PbIxCl3-x、(CH3NH3)xFA1-xPbI3、Csx(CH3NH3)y(CH(NH2)2)1-x-y或PbI3Csx(CH3NH3)y(CH(NH2)2)1-xPbImBr3-x中的一种或多种组合。

在一些实施例中，所述电子传输层为SnO2、LiFx、KFx、CsFx、CsOx、MgFx、TiOx、ZnO、ZnS、CdS、CdSe、Zn2SO4、BaSnO3、SrTiO4、C60、PCBM或PC61BM中的一种或多种组合。

在一些实施例中，所述空穴传输层为Spiro-OMeTAD、CeOx、PCBM、Cu2O、CuO、CuGaO2、CuOx:N、Cu2S、CuS、CuI、CuSCN、CuPc、CuInS2、ZnS、MoOx、MoS2、NiO、WOx、VOx、PEDOT:PPS、P3HT、PTAA、FDT、HPDI或HMDI中的一种或者其组合。