[发明专利]一种压印式钙钛矿太阳能电池及该电池的制法

说明书

技术领域

本发明属于钙钛矿太阳能电池技术领域。

背景技术

随着科技的快速发展，能源危机逐渐凸显，据预测地球现有的石油及煤矿资源将在200年内消耗殆尽，于是开发利用新能源迫在眉睫。同时石油类燃料的燃烧等将会带来严重的环境污染，清洁新能源的发掘工作将更加有意义。

目前已有的清洁新能源包括太阳能发电、潮汐发电、风力发电等，然而风力发电、潮汐发电等均受到地理、空间等诸多限制因素，并且从电能的产量方面不能很好的满足当今社会对能源的需求。唯有太阳能发电可以方便广泛地应用于各种场景，不仅可以在地广人稀的地方集中建设太阳能发电站，还能在人口密集的地方进行建筑外挂，充分利用楼宇的外层空间。

然而传统的无机硅电池制造成本昂贵，制造工艺繁琐复杂，生产过程能耗较高，且器件坚硬不可弯折，不利于大批量的生产，也不利于灵活的应用于各种场景。而新型的有机太阳能电池，利用有机发光电材料作为功能层，可以利用溶液成膜的方法制成各种薄膜电池，而且电池基底不受限制，可以灵活的选用各类柔性材料，相比传统的无机硅电池，不仅生产成本大大降低，同时还能方便的实现大批量的生产，也可以应用于更多的特殊场景。

虽然传统的有机太阳能电池虽然拥有上述的优点，但是其光电转换效率低，稳定性差、寿命短等问题一直阻碍了其跨入产业化的步伐。而钙钛矿电池的出现，很好的克服了传统有机太阳能电池的先天不足，钙钛矿电池是一种有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，已经能与现有的无机单晶硅型太阳能电池相媲美。

钙钛矿材料是一种有机/无机杂化的特殊光电材料，钙钛矿电池在制作过程中会形成一种厚度大、晶体致密且无孔的晶体薄膜，由于受到其表面积的限制，当钙钛矿材料受到光子激发时，产生的激子未能非常高效的导出，光电转换效率为16.2％。

发明内容

本发明是为了解决现有钙钛矿电池受到光子激发时，不能高效的导出其产生的激子的问题，现提供一种压印式钙钛矿太阳能电池及该电池的制法。

一种压印式钙钛矿太阳能电池包括：由下至上依次排布并相互紧密接触的第一基底1、第一电极2、介孔层3、钙钛矿层4、空穴传输层5、第二电极6和第二基底7，

钙钛矿层4表面设有凸起或凹陷的压印结构。

上述一种压印式钙钛矿太阳能电池的制法，

首先，在覆有第一电极2的第一基底1上表面依次制备介孔层3和钙钛矿层4；

然后，在钙钛矿层4的上表面进行压印，使钙钛矿层4表面形成凸起或凹陷的压印结构；

最后，在钙钛矿层4的上表面依次制备空穴传输层5、第二电极6和第二基底7，形成一种压印式钙钛矿太阳能电池。

本发明提供了一种压印式钙钛矿太阳能电池及该电池的制法，在钙钛矿碱层的表面设有凸起或凹陷的压印结构，以增加钙钛矿碱层与空穴传输层的接触面积，使激子传输效率增大，进而使得电池的光电转换效率提高至17.2％。

附图说明

图1是本发明具体实施方式一所述的一种压印式钙钛矿太阳能电池的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式三所述的一种压印式钙钛矿太阳能电池的制法的工艺流程示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种压印式钙钛矿太阳能电池，包括：第一基底1、第一电极2、介孔层3、钙钛矿层4、空穴传输层5、第二电极6和第二基底7，

第一基底1、第一电极2、介孔层3、钙钛矿层4、空穴传输层5、第二电极6和第二基底7由下至上依次排布并两两之间相互紧密接触，

钙钛矿层4表面设有凸起或凹陷的压印结构。

本实施方式所述的一种压印式钙钛矿太阳能电池，在钙钛矿层4表面设有凸起或凹陷的压印结构，压印结构为凹陷或凸起的圆柱、三角锥或四角锥，压印结构的深度或高度为100nm～500nm，压印结构的最大直径为100nm～300nm，压印结构呈矩形阵列排列。压印结构不仅增大了空穴传输层与钙钛矿层的接触面积，同时也有利于使钙钛矿层深处的激子更便捷的导入到空穴传输层，保证了钙钛矿电池更高效的光电转换效率。第一电极2和第二电极6突出于电池便于外部电气连接，第一电极2和第二电极6均为条形，二者相互垂直排布。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种压印式钙钛矿太阳能电池作进一步说明，本实施方式中，

第一基底1和第二基底7均为玻璃基底；

第一电极2为FTO(掺杂氟的SnO₂透明导电玻璃)电极，第二电极6为银电极，厚度为100nm～200nm；