[发明专利]一种基于有机受体-钙钛矿异质结吸光层的太阳电池

说明书

本发明公开了一种基于有机受体‑钙钛矿异质结吸光层的太阳电池，包括：由下至上依次层叠的透明电极层、第一传输层、钙钛矿吸光层、第二传输层和金属电极层；其中，当太阳电池为正型时，第一传输层为用作电子传输层的有机受体吸光层，第二传输层为空穴传输层；当太阳电池为反型时，第一传输层为空穴传输层，第二传输层为用作电子传输层的有机受体吸光层。本发明使用有机受体和钙钛矿材料共同作为吸光层能够增加吸光层的吸光范围和吸光强度，避免纯有机光伏器件波段跳跃性吸光和纯无机光伏器件吸光范围窄的问题，提升太阳光谱利用率和光电转换效率。且利用有机受体吸光层作为电子传输层，能够在不损伤电子提取能力的同时减少工艺步骤，降低成本。

技术领域

本发明属于太阳电池领域，具体涉及一种基于有机受体-钙钛矿异质结吸光层的太阳电池、一种正型太阳电池的制备方法和一种反型太阳电池的制备方法。

背景技术

能源危机是当今社会面临的重要问题，发展以太阳能等清洁能源为主的新型发电技术是兼顾能源供应与环境保护的有效途径。以有机金属卤化钙钛矿为代表的新型光伏材料在近几年获得了广泛关注，并取得了长足发展。近年来，新型钙钛矿薄膜太阳电池因其带隙可调(1.2-2.3eV)、光吸收系数高、能量转换效率高(达到25.5％)、制造成本低等优点，受到越来越多的关注与研究。

2009年以来，钙钛矿太阳电池的能量转换效率从3.8％提升到25.5％。其中，2009年-2016年间能量转换效率从3.8％提升到22.1％，提升速度较快。但2016年-2021年间，能量转换效率仅提升了3.4％。究其根源，吸收光谱范围有限是近年来钙钛矿太阳电池能量转换效率提升变慢的重要原因之一。如何解决该问题，已经成为太阳电池领域内一个热点的研究方向。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供了一种基于有机受体-钙钛矿异质结吸光层的太阳电池、一种正型太阳电池的制备方法和一种反型太阳电池的制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于有机受体-钙钛矿异质结吸光层的太阳电池，包括：

由下至上依次层叠的透明电极层、第一传输层、钙钛矿吸光层、第二传输层和金属电极层；其中，当所述太阳电池为正型时，所述第一传输层为用作电子传输层的有机受体吸光层，所述第二传输层为空穴传输层；当所述太阳电池为反型时，所述第一传输层为空穴传输层，所述第二传输层为用作电子传输层的有机受体吸光层。

在本发明的一个实施例中，所述透明电极层包括底部透明衬底和表面薄膜电极；

所述透明电极层中底部透明衬底的材料包括：

玻璃、双抛蓝宝石和聚对苯二甲酸乙二醇酯PET柔性材料。

在本发明的一个实施例中，所述透明电极层中表面薄膜电极的材料，包括：

氧化铟锡ITO、氟掺杂锡氧化物FTO和掺铝氧化锌AZO。

在本发明的一个实施例中，所述透明电极层包括：

FTO导电玻璃。

在本发明的一个实施例中，所述有机受体吸光层的材料，包括：

合成材料Y6、BTP-4Cl和(6,6)-苯基-C71-丁酸甲酯PC71BM。

在本发明的一个实施例中，所述钙钛矿吸光层的材料，包括：

铯铅溴CsPbBr₃、铯铅碘溴CsPbIBr₂和甲胺碘基钙钛矿MAPbI₃。

在本发明的一个实施例中，所述空穴传输层的材料，包括：

p型半导体材料。

在本发明的一个实施例中，所述金属电极层的材料，包括：