[发明专利]一种基于N型铋基电子收集层的有机‑无机钙钛矿薄膜太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于N型铋基电子收集层的有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池，包括透明导电衬底(1)及在其上依次沉积的P型空穴传导层(2)、P型有机-无机钙钛矿吸收层(3)、N型铋基电子收集层(4)、和背电极层(5)，其特征在于：所述N型铋基电子收集层(4)材料为Bi₂S₃或Bi/Bi₂S₃。

2.根据权利要求1所述的基于N型铋基电子收集层的有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池，其特征在于：所述的Bi₂S₃为晶态或者非晶态。

3.根据权利要求1所述的基于N型铋基电子收集层的有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池，其特征在于：所述的P型有机-无机钙钛矿吸收层材料具有ABX₃型晶体结构，其中A为CH₃NH₃、CH(NH₃)₂或Cs，B为Pb、Bi或Sn，X为Cl，Br或I。

4.根据权利要求1～3任一项所述的基于N型铋基电子收集层的有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池，其特征在于：所述透明导电衬底(1)可以是掺Sn的三氧化二铟，掺F的二氧化锡或掺Al的氧化锌为导电层的导电玻璃；所述P型空穴传导层(2)为PEDOT：PSS、NiO或CuGaO₂材料；所述背电极层(5)分别可以为Au、Ag或Al材料。

5.根据权利要求1～3任一项所述的基于N型铋基电子收集层的有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池，其特征在于：所述透明导电衬底(1)的厚度为1～2mm，所述P型空穴传导层(2)的厚度为10～200nm，所述P型有机-无机钙钛矿吸收层(3)的厚度为100～1000nm，所述N型铋基电子收集层(4)的厚度为10nm～500nm，所述背电极层(5)的厚度为20～200nm。

6.一种根据权利要求1或2所述的基于N型铋基电子收集层的有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，包括P型空穴传导层的制备步骤，P型吸收层的制备步骤，N型铋基电子收集层的制备步骤、金属电极层的沉积步骤，其特征在于：

一、P型空穴传导层的制备步骤：采用旋涂、热喷涂或磁控溅射的方法在透明导电衬底(1)上沉积P型空穴传导层(2)；

二、P型有机-无机钙钛矿吸收层的制备步骤：采用溶液旋涂或热蒸发辅助的方法在P型空穴传导层(2)上沉积P型有机-无机钙钛矿吸收层(3)；

三、N型铋基电子收集层的制备步骤：采用热蒸发或近空间升华法在P型有机-无机钙钛矿吸收层(3)上沉积N型铋基电子收集层(4)；

四、金属电极层的沉积步骤：采用磁控溅射、热蒸发、喷涂或丝网印刷法，在N型铋基电子收集层(4)上沉积背电极层(5)，从而制得P-I-N结构的基于N型铋基电子收集层的有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池。

7.根据权利要求6所述的基于N型铋基电子收集层的有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述透明导电衬底(1)的厚度为1～2mm，所述P型空穴传导层(2)的厚度为10～200nm，所述P型有机-无机钙钛矿吸收层(3)的厚度为100～1000nm，所述N型铋基电子收集层(4)的厚度为10nm～500nm，所述背电极层(5)的厚度为20～200nm。