[发明专利]一种导电电极和电子传输层的钙钛矿太阳电池及制备方法

权利要求书

1.一种高性能透明导电电极和电子传输层的钙钛矿太阳电池，其特征在于，包括玻璃衬底(1)以及依次层叠设置在玻璃衬底(1)上的透明导电氧化物电极(2)、金属氧化物电子传输层(3)、钙钛矿光吸收层(4)、空穴传输层(5)和金属电极(6)，所述透明导电氧化物电极(2)和金属氧化物电子传输层(3)均是利用射频磁控溅射法沉积而成，所述透明导电氧化物电极(2)是采用射频磁控共溅射法双靶共溅射制得，金属氧化物电子传输层(3)是采用制备透明导电氧化物电极(2)的其中一个靶源溅射制得，以得到透明导电氧化物电极(2)和金属氧化物电子传输层(3)为同质叠层结构，实现透明导电氧化物电极(2)和金属氧化物电子传输层(3)具有良好的晶格匹配程度，较低的界面接触电阻，低界面电荷陷阱密度；其中，所述透明导电氧化物电极(2)为氧化铟锡、掺铝氧化锌或掺镓氧化锌中的任一种材料，所述透明导电氧化物电极(2)的沉积温度控制在23-150℃，厚度控制在50-150nm，所述金属氧化物电子传输层(3)是氧化锌、氧化锡中的任一种材料，金属氧化物电子传输层(3)的制备温度控制在23-350℃，厚度控制在10-100nm；

所述透明导电氧化物电极(2)和所述金属氧化物电子传输层(3)之间形成第一接触区(11)，所述金属氧化物电子传输层(3)和所述钙钛矿光吸收层(4)之间形成第二接触区(12)，所述钙钛矿光吸收层(4)和所述空穴传输层(5)之间形成第三接触区(13)，所述空穴传输层(5)和所述金属电极(6)之间形成第四接触区(14)；

所述钙钛矿太阳电池的开路电压大于1.0V，短路电流密度大于19mA/cm²，填充因子大于0.60，光电转化效率高于15％。

2.一种如权利要求1所述的高性能透明导电电极和电子传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在玻璃衬底(1)上采用射频磁控共溅射法通过双靶沉积透明导电氧化物电极(2)；透明导电氧化物电极(2)为氧化铟锡、掺铝氧化锌或掺镓氧化锌任一种，透明导电氧化物电极(2)的沉积温度控制在23-150℃，厚度控制在50-150nm；

步骤二：制备透明导电氧化物电极(2)之后，在不破坏真空度的情况下，随即采用射频磁控共溅射法利用制备透明导电氧化物电极(2)的其中一个靶源沉积金属氧化物电子传输层(3)，金属氧化物电子传输层(3)为氧化锌或氧化锡；金属氧化物电子传输层(3)的沉积温度控制在23-350℃，厚度控制在10-100nm；

步骤三：获得金属氧化物电子传输层(3)之后，在金属氧化物电子传输 层(3)上依次形成钙钛矿光吸收层(4)、空穴传输层(5)以及金属电极(6)，即得到高性能透明导电电极和电子传输层的钙钛矿太阳电池。

3.根据权利要求2所述的一种高性能透明导电电极和电子传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，所制备的钙钛矿太阳电池为正置结构类型。