[发明专利]一种钙钛矿型太阳电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钙钛矿型太阳电池及其制备方法，该钙钛矿太阳电池包括依次层叠的透明导电基底、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层以及电极，其中，所述电子传输层包含掺杂有掺杂剂的富勒烯层。本发明通过对富勒烯电子传输层进行掺杂，可实现掺杂剂与富勒烯之间发生配合反应，不仅可以改变富勒烯的能级位置还可以钝化钙钛矿吸收层表面缺陷，降低复合，其所制备的钙钛矿太阳电池的能量转换效率可获得显著的提升。

技术领域

本发明涉及薄膜太阳电池器件领域，具体涉及一种钙钛矿型太阳电池及其制备方法。

背景技术

近年来，钙钛矿型太阳电池的研究受到了广泛的关注，其能量转换效率在短时间内获得了快速的提升，这不仅得益于钙钛矿材料自身优良的光电特性，还得益于对负责电荷抽取和传输的功能层上的优化。因此，为了充分挖掘钙钛矿材料的潜力，获得更高效率的太阳电池，不仅要改善薄膜制备方法，提升薄膜结晶质量，增强界面钝化，还需要选择合适的电荷传输层，从而更高效的完成对载流子的分离、抽取和传输。富勒烯材料作为电子传输层广泛的应用于钙钛矿太阳电池中，由于其自身的宽带隙、高电子迁移率和电导率特性，不仅可以起到促进电子传输，减少漏电的功能，还可以起到钝化界面和晶界的作用。但是，由于钙钛矿吸收层材料并不是唯一的，其组分的变化不仅可以改变钙钛矿材料的禁带宽度，而且还会导致能级位置的变化。因此，为了获得能级匹配，电荷抽取高效的功能层配置，往往需要对C₆₀进行化学修饰或掺杂，以期改善材料特性和能级位置。

常用的用于钙钛矿太阳电池电子传输层材料的富勒烯衍生物包括：PC₆₁BM、PC₇₁BM、ICBA、Bis-C₆₀、C₆₀-SAM等。这些富勒烯衍生物的开发，在某种程度上实现了富勒烯能级位置的调控，但是，另一方面，其电子迁移率和电导率却得到了不同程度的下降。以PC₆₁BM为例，其电子迁移率为6.1×10^-2cm² V^-1s^-1，相较于C₆₀的电子迁移率1.6cm² V^-1s^-1降低了两个数量级，而PC₆₁BM电导率为3.2×10^-4 S cm^-1，相较于C₆₀的电导率2.3×10^-3 S cm^-1也降低了一个数量级。电子迁移率和电导率的下降会直接影响到电子在电子传输层内部的传输，因此，开发富勒烯材料能级调控新策略仍然具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的首要目的是提供一种钙钛矿型太阳电池及其制备方法，该钙钛矿型太阳电池包含有掺杂的富勒烯电子传输层，该掺杂层能够实现富勒烯层能级位置的连续调控，进而实现钙钛矿太阳电池器件中吸收层与电子传输层之间的能级匹配。基于上述目的，本发明至少提供如下技术方案：

一种钙钛矿型太阳电池，其包括，

透明导电基底；

空穴传输层，位于所述透明导电基底上；

钙钛矿层，位于所述空穴传输层上；

电子传输层，位于所述钙钛矿层上；

电极，位于所述掺杂的电子传输层上；

其中，所述电子传输层为包含有掺杂剂的富勒烯层，所述掺杂剂为中心为硼原子的路易斯酸类掺杂剂。

一种钙钛矿型太阳电池，其包括，

透明导电基底；

空穴传输层，位于所述透明导电基底上；

钙钛矿层，位于所述空穴传输层上；

双电子传输层，位于所述钙钛矿层上；