[发明专利]钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本申请提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。钙钛矿太阳能电池包括依次层叠设置的钙钛矿层及空穴传输层，空穴传输层的空穴传输材料为氟化聚噻吩，氟化聚噻吩的结构如式I所示，式中的R基团选自甲基、乙基和2‑乙基己基中的任一种。钙钛矿太阳能电池的制备方法包括：使用空穴传输材料的旋涂液在钙钛矿层表面旋涂制备空穴传输层。能够有效降低空穴传输层的成本，同时能够保证钙钛矿太阳能电池有较好的稳定性。

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

空穴传输层在钙钛矿太阳能电池中扮演着十分重要的角色，其光学、电学性能以及自身的稳定性，可以直接影响钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。目前，2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)-氨基]-9,9'-螺二芴(Spiro-OMeTAD)作为一个性能优异的空穴传输层材料，应用范围最为广泛，但其昂贵的价格，严重的影响到了该空穴传输层材料的产业化应用。为了减少成本，新材料3-己基噻吩的聚合物(P3HT)和钙钛矿相比有着较为合适的能级，可以很好地收集空穴，是一种较为理想的新型空穴传输层材料，但是P3HT作为空穴传输层的钙钛矿电池存在稳定性较差的问题。因此，提供一种有效降低空穴传输层成本且能够保持钙钛矿太阳能电池有较好稳定性的技术方案十分必要。

发明内容

本申请的目的在于提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，能够有效降低空穴传输层的成本，同时能够保证钙钛矿太阳能电池有较好的稳定性。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种钙钛矿太阳能电池，包括依次层叠设置的钙钛矿层及空穴传输层，空穴传输层的空穴传输材料为氟化聚噻吩，氟化聚噻吩的结构如式I所示：

式中的R基团选自甲基、乙基和2-乙基己基中的任一种。

第二方面，本申请实施例提供一种第一方面实施例提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括：使用空穴传输材料的旋涂液在钙钛矿层表面旋涂制备空穴传输层。

经发明人研究发现，钙钛矿层对水汽的敏感性会造成钙钛矿的水解，是导致钙钛矿太阳能电池的稳定性较差的主要原因。上述技术方案中，采用式I所示的氟化聚噻吩作为空穴传输材料，其合成方便，材料成本低。式中的氟化聚噻吩具有和噻吩相同的能级，其作为空穴传输材料与钙钛矿层中的钙钛矿相有着较为合适的能级，可以很好地收集空穴。氟化聚噻吩中的氟元素使得氟化聚噻吩具有一定的疏水性，该结构中的氟化修饰程度适当，在不牺牲电池效率的情况下可以很好地隔绝水汽，为钙钛矿层提供了疏水膜层，能够有效延缓钙钛矿的水解，从而提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。使用上述空穴传输材料制备空穴传输层与钙钛矿层配合，能够有效降低空穴传输层材料的成本，同时能够保证钙钛矿太阳能电池有较好的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；

图2为本申请实施例1提供的钙钛矿太阳能电池的IV曲线；

图3为本申请实施例1和对比例2提供的钙钛矿太阳能电池的电池效率，随储存时间的变化的曲线。

图标：100-钙钛矿太阳能电池；110-导电玻璃层；120-电子传输层；130-钙钛矿层；140-空穴传输层；150-电极层。

具体实施方式