[发明专利]铯掺杂钙钛矿吸光层的制备方法与应用

说明书

一种铯掺杂钙钛矿吸光层的制备方法与应用,属于太阳能电池技术领域。所述铯掺杂钙钛矿吸光层的制备方法将FAI、PbI₂、MABr和PbBr₂溶于DMSO和无水DMF的混合溶液中，再加入混合有CsI的DMSO溶液，制备得到含铯的吸光层前驱体溶液；将含铯的吸光层前驱体溶液滴到TiO₂膜层上，采用两步旋涂法在TiO₂膜层上生长得到铯掺杂钙钛矿吸光层。本发明制备的封装太阳能电池具有长期高稳定性。

技术领域

本发明涉及的是一种太阳能电池领域的技术，具体是一种铯掺杂钙钛矿吸光层的制备方法与应用。

背景技术

近些年来，人类的工业和经济迅猛发展，对能源的需求与日俱增，而传统的化石能源等不可再生能源在地球上相当有限，人们需寻找一些取之不尽的可再生能源来满足生活和生产日益增长的需要。太阳能作为日常最广泛的一种能源，如果能被很好的利用起来，将会对人们需要发挥极大的价值，并且它还是一种清洁能源，有利于对自然环境的保护。

太阳能电池是可以把光能转化为电能的装置，也是最有效地利用太阳能的途径之一；太阳能电池体积较小、易于携带，只要在有一定紫外线或太阳光的地方，都可以便捷地从大自然中获取能量。在太阳能电池中硅太阳能电池较为成熟，电池稳定性强、光电转化效率高，然而也存在许多问题影响其应用推广，最主要的问题在于对原材料硅的要求较高，制备工艺复杂且成本高，导致大部分硅太阳能电池只能应用于微电子器件领域，无法进行大规模的商业应用。基于上述原因技术人员对钙钛矿太阳能电池不断改进以期替代硅太阳能电池，但基本结构的CH₃NH₃PbI₃第三代钙钛矿太阳能电池的效率不高，并且稳定性较差，但是钙钛矿太阳能电池的改进空间依然巨大。另外没有封装的太阳能电池，在光照下与空气中水和氧气接触，生成很多中间副产物，严重影响电池的性能和大大减短了电池的寿命。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种铯掺杂钙钛矿吸光层的制备方法与应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种铯掺杂钙钛矿吸光层的制备方法,将FAI、PbI₂、MABr和PbBr₂溶于DMSO和无水DMF的混合溶液中，再加入混合有CsI的DMSO溶液，制备得到含铯的吸光层前驱体溶液；将含铯的吸光层前驱体溶液滴到TiO₂膜层上，采用两步旋涂法在TiO₂膜层上生长得到铯掺杂钙钛矿吸光层。

其中，FAI为0.5-1.5mol，PbI₂为0.5-2mol，MABr和PbBr₂物质的量相同、均为0.1-1mol，CsI为1.5mol，DMSO和无水DMF的体积比为1：4。

两步旋涂法中第一次旋涂转速为800-2000rpm，时间为5-20s；第二次旋涂转速为4000-6000rpm，时间为10-25s。

本发明涉及一种封装太阳能电池，包括基片和凹形玻璃盖。

基片的顶面上设有两间隔设置的透明导电玻璃层，透明导电玻璃层优选采用FTO导电玻璃，FTO强度高，适合在实际应用中生产大面积太阳能电池；透明导电玻璃层通过激光刻蚀基片得到，有利于保证透明导电玻璃层边缘的光滑以及图案规则。

两透明导电玻璃层顶面上设置有TiO₂膜层，TiO₂膜层充满两透明导电层之间的间隙，TiO₂膜层顶面上设有铯掺杂钙钛矿吸光层。

铯掺杂钙钛矿吸光层顶面上设有空穴传输层，空穴传输层一侧向下延伸接于TiO₂膜层顶面上、呈L形，此结构有利于增大空穴传输层与钙钛矿层的面积，促进空穴的传输。