[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池，包括依次设置在透明衬底上的阳极层、空穴传输层、光吸收层电子传输层和阴极层，所述阳极层为具有网格状结构的金属层。本发明解决了钙钛矿太阳能电池在大尺寸的设计下，具有更好的延展性、导电性和透光性的问题。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

随着化石能源的日渐枯竭和其对环境的污染，寻找可再生的清洁能源已经迫在眉睫。太阳能作为一种利用太阳辐射连续输入，可在任意地点取用的可再生清洁资源，越来越得到关注。因此利用半导体材料的光生伏特效应把光转换成电的太阳能电池，也成了应对能源枯竭危机，解决环境污染问题的重要途径。其中，以有机-无机钙钛矿材料为基础的钙钛矿太阳能电池的发展最为迅猛，光电转换效率已可以达到22.1％，再加上钙钛矿材料具有很多优点，如合适的带宽、较低的复合率、扩散长度长、载流子寿命长等，使其成为目前研究的热点。

钙钛矿太阳能电池的主要参数如填充因子和短路电流密度很大程度取决于透明电极的光透射率以及电阻率。目前钙钛矿太阳能电池应用最广的透明电极材料是铟锡氧化物(ITO：Indium Tin Oxides)，但由于铟是相对稀少的元素，具有毒性，且在衬底上形成ITO电极的制备工艺(如溅射、热蒸发、脉冲激光淀积等)对设备有一定要求，因此ITO电极的成本比较昂贵，不利于大批量生产。

另外，ITO具有脆性，不利于制备大型化器件。未来的钙钛矿太阳能电池在商业上的主要趋势是大型化，但是ITO电极的面电阻是随着ITO电极的尺寸增大而增大。如果为了降低ITO电极的面电阻增加了其厚度时，会使ITO电极的透光性下降，导致钙钛矿太阳能电池的产电量降低。

因此，有必要研发一种钙钛矿太阳能电池，确保电极具有较高的透光率和导电率的同时，实现大型化设计。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种钙钛矿太阳能电池，以解决太阳能电池保持较高的透光率和导电率的同时，实现大型化设计问题。

为了达到上述的目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种钙钛矿太阳能电池，包括依次设置在透明衬底上的阳极层、空穴传输层、光吸收层、电子传输层和阴极层，所述阳极层为具有网格状结构的金属层。

优选地，所述阳极层包括依次设置在所述透明衬底上的第一金属层和第二金属层。

优选地，所述第一金属层的材料为镍，所述第二金属层的材料为金。

优选地，所述第一金属层的厚度为10～20nm，所述第二金属层的厚度为30～80nm。

优选地，所述阳极层与所述空穴传输层之间设有空穴收集层。

优选地，所述空穴收集层的厚度为100～200nm，所述空穴传输层厚度为10～20nm。

本发明还提供了如上所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括步骤：

S1、提供一透明衬底；

S2、在所述透明衬底上制备具有网格状结构的金属层，形成阳极层；

S3、在所述阳极层上制备空穴传输层；

S4、在所述空穴传输层上制备光吸收层；

S5、在所述光吸收层上制备电子传输层；

S6、在所述电子传输层上制备阴极层。

优选地，所述步骤S2具体包括：

在所述透明衬底上涂布光刻胶，通过曝光显影工艺将网格状结构图案转移到所述光刻胶上，形成光刻胶模版；

在所述光刻胶模版上沉积金属层；