[发明专利]钙钛矿薄膜太阳能组件及其制备方法

说明书

本发明公开了钙钛矿太阳能组件及其制备方法。该钙钛矿太阳能组件包括：基底；透明导电氧化物层，其设在基底的至少一部分表面；电子传输层，其设在透明导电氧化物层远离基底的至少一部分表面；光活性层，其设在电子传输层远离透明导电氧化物层的至少一部分表面；空穴传输层，其设在光活性层远离电子传输层的至少一部分表面；电极，其设在空穴传输层远离光活性层的至少一部分表面；以及阻挡层，其设在光活性层中且将光活性层与电极的凸出部间隔开。该钙钛矿太阳能组件通过设置阻挡层，可有效解决光活性层与电极直接接触引起的分流等问题，显著提高钙钛矿太阳能组件的性能。

技术领域

本发明涉及光伏器件领域，特别涉及一种钙钛矿太阳能组件及其制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池是目前快速发展的一类太阳能电池，具有效率高、成本低、制备简单等特点。钙钛矿太阳能电池按照结构划分为平面结构和介孔结构，主要包括透明电极、电子传输层、钙钛矿吸光材料、空穴传输层、对电极等。钙钛矿材料吸光后产生光生电子和空穴，分别传到电子传输层和空穴传输层，与外电路相连形成回路，输出电能。

然而，现有的钙钛矿太阳能电池仍有待改进。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种钙钛矿太阳能组件及其制备方法。该钙钛矿太阳能组件通过设置阻挡层，可有效解决光活性层与电极直接接触引起的分流等问题，显著提高钙钛矿太阳能组件的性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种钙钛矿太阳能组件。根据本发明的实施例，该钙钛矿太阳能组件包括：基底；透明导电氧化物层，所述透明导电氧化物层设在所述基底的至少一部分表面；电子传输层，所述电子传输层设在所述透明导电氧化物层远离所述基底的至少一部分表面；光活性层，所述光活性层设在所述电子传输层远离所述透明导电氧化物层的至少一部分表面；空穴传输层，所述空穴传输层设在所述光活性层远离所述电子传输层的至少一部分表面；电极，所述电极设在所述空穴传输层远离所述光活性层至少一部分表面；所述电极具有凸出部，所述凸出部穿过所述空穴传输层、所述光活性层和所述电子传输层与所述透明导电氧化物层相连；以及阻挡层，所述阻挡层设在所述光活性层中且将所述光活性层与所述凸出部间隔开。

相对于现有技术，本发明上述实施例的钙钛矿太阳能组件具有以下优势：

根据本发明实施例的钙钛矿太阳能组件通过在光活性层中设置阻挡层，可以利用阻挡层将光活性层与电极间隔开，避免光活性层中产生的光生电子或空穴流入金属电极，从而提高钙钛矿太阳能组件的性能。同时，利用阻挡层将光活性层与电极隔离，还可以避免激光或物理划刻过程中可能发生的化学反应对光活性层造成的降解、损坏等不利影响。另外，该阻挡层可在形成光活性层的同时形成，制备方法简单。

进一步的，所述透明导电氧化物层中形成有第一划刻区域，所述电子传输层的一部分设在所述第一划刻区域内；或者，所述透明导电氧化物层和所述电子传输层中形成有第一划刻区域，所述阻挡层的一部分设在所述第一划刻区域内。

进一步的，所述光活性层由钙钛矿形成，所述阻挡层由卤化物基材料、氧化物基材料、氮化物基材料和碳化物基材料中的至少之一形成。

进一步的，所述阻挡层的带隙大于所述光活性层的带隙。

进一步的，所述阻挡层的带隙不小于2.5eV，所述光活性层的带隙为1.5～1.8eV。

进一步的，所述钙钛矿太阳能组件进一步包括：第二划刻区域，所述第二划刻区域位于电子传输层、所述光活性层、所述空穴传输层和所述阻挡层中，所述电极的凸出部设在所述第二划刻区域内。