[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳能电池，其包括电池本体，其特征在于：

所述电池本体从下至上设有衬底、透明导电电极、致密层、介孔层、钙钛矿活性层、空穴传输层和金属电极层；其中，在所述介孔层与所述钙钛矿活性层之间设有硅纳米粒子界面修饰层；

或者:

所述电池本体从下至上设有衬底、透明导电电极、致密层、钙钛矿活性层、空穴传输层和金属电极层；其中，在所述致密层与所述钙钛矿活性层之间设有硅纳米粒子界面修饰层；

其中，所述硅纳米粒子为硅单质的纳米粒子。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述硅纳米粒子为硅纳米球或硅纳米棒，所述硅纳米球的直径为80～200nm，所述硅纳米棒的长度为100～300nm，直径为20～80nm。

3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述硅纳米粒子界面修饰层的厚度为200～500nm；优选为200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm或500nm。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述致密层和介孔层的材料为选自TiO₂、ZnO、ZrO₂、Al₂O₃及SnO₂中的一种或多种；所述致密层的厚度为50～100nm，所述介孔层的厚度为200～400nm。

5.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1：提供一个从下至上依次设有玻璃衬底、透明导电电极层、致密层和介孔层的太阳能电池半成品组件；

S2:在所述介孔层上形成硅纳米粒子界面修饰层；

S3:在所述硅纳米粒子界面修饰层设置钙钛矿活性层，在所述钙钛矿活性层上设置空穴传输层，在所述空穴传输层上设置金属电极层。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S1还包括对形成有透明导电电极的所述玻璃衬底依次采用丙酮、去离子水、异丙醇进行超声波清洗、然后在透明导电电极层上制备所述致密层和介孔层的步骤。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述硅纳米粒子界面修饰层的厚度为200～500nm；通过将硅纳米粒子悬浊液涂布在所述介孔层上，经烘干制得所述硅纳米粒子界面修饰层；所述硅纳米粒子为硅纳米球或硅纳米棒，所述硅纳米球的直径为80～200nm，所述硅纳米棒的长度为100～300nm，直径为20～80nm。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将硅纳米粒子分散在甲苯、正丁醇或丙酸乙酯中，配制成浓度为1×10^-9～3×10^-9mol/L的硅纳米粒子悬浊液，然后采用喷涂法、旋涂法、提拉法或丝网印刷法进行涂布。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述涂布按照如下方式进行：将硅纳米粒子悬浊液旋涂在介孔层上，在50～80℃下烘干，然后再次涂布硅纳米粒子的悬浊液，在50～80℃下烘干，如此循环3～5次，最后在70～85℃下烘30～90min，制得硅纳米粒子界面修饰层。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述钙钛矿活性层为MPbX₃，M为正1价金属离子或有机阳离子，X为Cl、Br或I，形成钙钛矿活性层的工艺为：将钙钛矿前驱体溶液旋涂在所述硅纳米粒子界面修饰层上成膜，然后在80～100℃下退火30～90min获得钙钛矿活性层，并使厚度介于300～500nm。