[发明专利]一种高转化效率的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法,该电池包括依次层叠的透光／透明电极层、过渡层、电子传输层、吸光层、电子吸收层、空穴传输层和顶电极,其中:所述过渡层为镍的氧化物；电子传输层为四元氧化物；吸光层为具有钙钛矿结构的材料;所述电子吸收层是由富勒烯衍生物构成;所述空穴传输层由三元氧化物构成，所述顶电极由导电性能良好的材料构成。

2.一种如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层的四元氧化物由Ni、Mg、Li、O四种元素构成，且Li／Mg的摩尔比介于1:10与1:3之间；所述空穴传输层为三元氧化物，由Ti、Nb、O三种元素构成，且Nb／Ti的摩尔比介于1:30与1：10之间；所述电子传输层厚度在10-100nm之间，所述吸光层厚度在50-500nm之间，所述电子吸收层厚度在30-150nm之间，所述顶电极厚度在50-300nm之间。

3.一种如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其特征在于，其制备方法包含以下步骤：

1）采用导电玻璃作为透光／透明电极层；?

2）制备过渡层：采用喷涂热分解技术在导电玻璃表面制备镍的氧化物，厚度控制在5-50nm范围内；

3）制备得到电子传输层：接着旋涂已酸丙酮镍、醋酸锂、乙酸镁四水合物的混合物，烘干（300℃－400℃），制备得到电子传输层，厚度控制在10-100nm之间；

4）制备吸光层：

a.配制PbI2溶液,PbI2的浓度为0.5-3.0Mol/L,溶剂为二甲基甲酰胺；

b.配制CH3NH3I溶液:浓度5-10mg/mL,溶剂为异丙醇；

采用溶液法原位合成钙钛矿材料:先在电子传输层上旋涂PbI2溶液，烘干后放入CH3NH3I溶液中浸泡生长出钙钛矿材料，得到钙钛矿吸光层；通过控制PbI2与CH3NH3I反应溶液的浓度，控制钙钛矿的形貌与厚度，厚度控制在50-500nm之间；

5）制备电子吸收层：

采用富勒烯衍生物的氯苯溶液旋涂于吸光层，烘干，得到电子吸收层，控制溶液的浓度与涂布厚度，使电子吸收层的厚度在30-150nm之间；

6）制备空穴传输层：

将异丙氧基钛（或双(乙酰丙酮基)二异丙基钛酸酯前驱体溶液）与乙醇铌的混合，搅拌均匀，旋涂于电子吸收层上；

7）顶电极的制备：

采用真空热蒸镀、喷涂、沉积等方法，在器件上表面蒸镀50-300nm的导电金属层或碳层。

4.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,透明电极的材料为透明且能导电的材料组成，包括但不限于铟锡氧化物(ITO,IndiumTinOxides)、氟锡氧化物(FTO,fluorinedopedtinoxide)、铝锌氧化物(AZO,aluminium-dopedzincoxide)等透明电极材料。

5.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述钙钛矿结构光伏材料为ABX3型晶体结构的有机无机杂化钙钛矿，其中，B为铅、锡、锑，X为卤素。

6.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，电子吸收层为富勒烯的衍生物，包含但不限于PCBM、PC71BM。

7.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述顶电极为金属电极或碳材料电极。

8.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,过渡层的厚度为5-50nm范围内。