[发明专利]钙钛矿薄膜太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿薄膜太阳能电池，包括：

第一电极；

钙钛矿吸光层，设置于所述第一电极上；

第一电子传输层，设置于所述钙钛矿吸光层上；

第二电极，设置于所述第一电子传输层上；其特征在于，所述第一电子传输层的材料为掺杂有有机小分子掺杂剂的C₆₀；所述钙钛矿吸光层与所述第一电子传输层之间还设置有第二电子传输层，所述第一电子传输层和所述第二电子传输层的厚度分别为90nm；

其中，所述有机小分子掺杂剂选自隐色结晶紫、结晶紫、1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯的铬和钨的配合物、1,3-二甲基-2-芳基-2,3-二氢-1H-苯并咪唑衍生物以及2-(2-甲氧基苯基)-1,3-二甲基-1H-苯并咪唑-3-碘的碘盐中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜太阳能电池，其特征在于，所述第一电子传输层的材料中，所述有机小分子掺杂剂的重量比为3～25％。

3.根据权利要求1-2任一所述的钙钛矿薄膜太阳能电池，其特征在于，所述第一电子传输层与所述第二电极之间还设置有第三电子传输层；其中，所述第二电子传输层的材料选自PC₆₁BM，C₆₀，9,9-二辛基芴-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴、聚醚酰亚胺、氧化锌、氧化钛以及金属氧化物与聚合物形成的复合物中的任意一种，所述第三电子传输层的材料选自2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉、4,7-二苯基-1,10-菲啰啉、C₆₀、9,9-二辛基芴-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴、聚醚酰亚胺、氧化锌、氧化钛以及金属氧化物与聚合物形成的复合物中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜太阳能电池，其特征在于，所述第一电极与所述钙钛矿吸光层之间还设置有空穴传输层，所述空穴传输层的材料为有机半导体材料或无机半导体材料；其中，所述有机半导体材料选自聚噻吩、PTAA、P3CT-Na、PEDOT:PSS以及CPE-K中的任意一种或两种以上，所述无机半导体材料选自CuS、CuSCN、CuI、氧化钒、氧化钼、氧化镍以及金属氧化物与聚合物形成的复合物中的任意一种或两种以上。

5.根据权利要求4所述的钙钛矿薄膜太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层与所述钙钛矿吸光层之间还设置有界面修饰层，所述界面修饰层的材料为PSSNa。

6.一种如权利要求1-5任一所述的钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

S1、提供基底并在所述基底制备形成第一电极；

S2、在所述第一电极上制备形成空穴传输层；

S3、在所述空穴传输层上制备形成界面修饰层；

S4、在所述界面修饰层上制备形成钙钛矿吸光层；

S5、在所述钙钛矿吸光层上制备第二电子传输层；

S6、在所述第二电子传输层上制备第一电子传输层；其中，应用双源真空热沉积工艺，将所述有机小分子掺杂剂和C₆₀通过蒸发再沉积，在所述第二电子传输层上制备形成所述第一电子传输层；

S7、在所述第一电子传输层上制备第二电极；

其中，所述第一电子传输层和所述第二电子传输层的厚度分别为90nm。

7.根据权利要求6所述的钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述有机小分子掺杂剂的热蒸发的温度为100～150℃，所述C₆₀的热蒸发的温度为250～400℃。

8.根据权利要求6或7所述的钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，该方法还包括：

对所述第一电子传输层进行加热退火处理。

9.根据权利要求8所述的钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，进行加热退火的温度为75～120℃，时间为10～30min。