[实用新型]防止反向电子传输的钙钛矿太阳能电池结构

说明书

本实用新型公开了一种防止反向电子传输的钙钛矿太阳能电池结构，包括依次叠层设置的玻璃基底、透明导电电极层，空穴传输层、钙钛矿光敏层、电子传输层、金属电极层；在所述空穴传输层与钙钛矿光敏层之间还设置有防止反向电子传输层，所述防止反向电子传输层能够将钙钛矿光敏层中产生的空穴拉向钙钛矿光敏层与空穴传输层的界面，并且排斥钙钛矿光敏层中产生的电子向空穴传输层传输。本实用新型提供的电池结构能更有效的降低空穴电子复合，同时又不影响光电流的损失，所以使用本实用新型的方法能更有效的提高钙钛矿太阳能电池的效率。

技术领域

本实用新型涉及一种钙钛矿太阳能电池结构，特别涉及一种防止反向电子传输的钙钛矿太阳能电池结构，属于光伏器件技术领域。

背景技术

近几年来，钙钛矿太阳能电池在实验室的研究当中，技术越来越成熟，电池的效率也越来越高，目前其效率达到了23.7％的(实际有效面积为0.09cm²)，已经达到了商业化应用的要求。现在，越来越多的科研工作者转向实业去推动钙钛矿太阳能电池的产业化应用，在提高钙钛矿太阳能电池的效率的历程中，防止空穴电子的复合一直是研究者关注的重点及难点。

钙钛矿太阳能电池目前是光伏行业技术推进及革新的热点，在实验室中，此电池的光电转换效率已经达到过了23.7％，且此电池与晶硅电池的叠层电池效率已经超过30％，远远超过晶硅与晶硅的叠层电池的效率。除此之外，钙钛矿太阳能电池还有很多其他独特的优势，比如柔性半透明的特点，这对于以后钙钛矿太阳能电池的应用场景及其他产品开发带了更多的可能性。

空穴电子的复合直接导致电池的光伏参数：开路电压(Voc)，短路电流(Jsc)以及填充因子(FF)的明显下降，特别是对填充因子的影响很大，最终导致钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(PCE)的降低。所以，如何能够降低钙钛矿太阳能电池中空穴电子的复合是提高钙钛矿太阳能电池的效率的有效方法。在钙钛矿反置器件中，大部分研究者都是采用在空穴传输层材料上旋涂一层高分子绝缘层材料以实现降低空穴电子复合的目的，虽然此方法能够阻挡一部分电子在空穴传输层界面处的复合，但无法降低载流子在传输过程中的空穴电子的复合，所以对钙钛矿太阳能电池的器件的效率提升及对钙钛矿太阳能电池及组件的填充因子的贡献相对较少。

钙钛矿太阳能电池反置结构从上到下依次为：载体玻璃、透明导电薄膜电极，空穴传输层、钙钛矿光敏层、电子传输层、金属电极。然而在钙钛矿太阳能电池中，当钙钛矿光敏层在光照下产生激子，激子分离产生载流子，而在激子分离过程中以及载流子的分离传输的过程中，都会有大量的载流子(即空穴和电子)复合，从而导致钙钛矿太阳能电池的光伏参数变低，效率变差，所以如何能有效的抑制钙钛矿太阳能电池中空穴电子的复合是一个很重要的需要攻克的难题，而在现有的技术中，更多的科研工作者只是采用一些高分子绝缘材料来阻挡电子向空穴传输层转移进而减少空穴电子在空穴传输层界面处的复合，但是这种方法对于降低空穴电子复合的效率很低，所以寻找其他新的方法来更有效的降低空穴电子在传输过程中的复合就显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中钙钛矿太阳能电池中空穴电子复合的问题，主要提供一种更有效的方式防止空穴电子的复合，从而提高钙钛矿太阳能电池的光伏参数，进而提高钙钛矿太阳能电池及组件的效率及稳定性。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种防止反向电子传输的钙钛矿太阳能电池结构，包括依次叠层设置的玻璃基底、透明导电电极层，空穴传输层、钙钛矿光敏层、电子传输层、金属电极层；在所述空穴传输层与钙钛矿光敏层之间还设置有防止反向电子传输层，所述防止反向电子传输层能够将钙钛矿光敏层中产生的空穴拉向钙钛矿光敏层与空穴传输层的界面，并且排斥钙钛矿光敏层中产生的电子向空穴传输层传输。

进一步的，所述防止反向电子传输层包括主要由n型低温金属氧化物形成的n型低温金属氧化物层。

进一步的，所述n型低温金属氧化物分布在所述空穴传输层的表面。