[发明专利]一种高光电转化效率的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种高光电转化效率的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。本申请公开了一种高光电转化效率的钙钛矿太阳能电池，包括n‑i‑p正式结构或者p‑i‑n反式结构，n‑i‑p正式结构包括透明基材，在透明基材上依次设置有透明导电膜层、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层、电极层；在透明基材另一面设置有减反射膜层以及在透明导电膜层与电子传输层之间或透明导电膜与空穴传输层之间、或者所述光学匹配膜层设置在电子传输层或空穴传输层之上设置有光学匹配膜层设置。本申请制备得到的钙钛矿太阳能电池，增加入射到钙钛矿层的透光率，从而提高钙钛矿太阳能电池光电转化效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种高光电转化效率的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池最近十几年发展迅速，自2009年钙钛矿太阳能电池首次被制备，实验室小面积样品光电转化效率从原先的3.8％大幅提升至现阶段的25.2％，已经接近硅基太阳能电池的光电转化效率。与传统硅基太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池具有原材料易得、价格便宜、能耗小、带隙宽且可调，电池制作工艺流程短且简单、成本低、可与其他材料体系太阳能电池叠层等优点，成为目前最具潜力的太阳能电池。

为了提高钙钛矿太阳能电池的光电转化效率，研究者们主要在光吸收层钙钛矿材料的选择、晶粒生长、工艺调控以及各膜层之间的界面、电势匹配等方面进行开发与优化，并取得了显著的成绩。但是当前的钙钛矿太阳能电池还存在光电转化效率低的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高光电转化效率的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，通过增加入射到钙钛矿层的透光率，从而提高钙钛矿太阳能电池光电转化效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高光电转化效率的钙钛矿太阳能电池，包括n-i-p正式结构或者p-i-n反式结构，

n-i-p正式结构包括透明基材，在透明基材上依次设置有透明导电膜层、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层、电极层；

所述p-i-n反式结构包括透明基材，在透明基材上依次设置有透明导电膜层、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、电极层；

所述透明基材的另一面设置有减反射膜层；

所述电池还包括光学匹配膜层，所述光学匹配膜层设置在透明导电膜层与电子传输层或透明导电膜与空穴传输层之间，或者所述光学匹配膜层设置在电子传输层或空穴传输层之上。

进一步的，所述钙钛矿层的材料包括但不限于甲胺碘基钙钛矿、甲脒碘基钙钛矿、碘化铯铅、甲胺溴基钙钛矿。

进一步的，所述钙钛矿层的厚度为400-2000nm。

进一步的，所述减反射膜层由高折射率材料、低折射率材料交替堆叠而成。

进一步的，所述高折射率材料的折射率为1.8-2.8，低折射率材料的折射率为1.3-1.7。

进一步的，所述高折射率材料包括但不限于二氧化钛、五氧化二铌、五氧化二钽、二氧化锆、氮化硅、氮化铝、氧化锌、氧化铟锡(ITO)；所述低折射率材料包括但不限于二氧化硅，三氧化二铝、氟化镁、氟化钙。

进一步的，所述减反射膜层的层数为4-10层，所述减反射膜层的总厚度为50-800nm。

进一步的，所述光学匹配膜层的材料包括但不限于二氧化硅、氟化镁、有机硅、掺硅氧化锌、掺镁氧化锌。

进一步的，所述光学匹配膜层的折射率为1.3-1.7。

上述所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)按照常规钙钛矿太阳能电池结构进行设计；