[发明专利]一种镍网格柔性电极的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明属于太阳能电池领域，公开了一种镍网格柔性电极的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。所述的制备方法中使用一种高透过率的环境稳定的微纳结构的镍网格柔性薄膜，作为钙钛矿型太阳能电池的透明电极。进一步通过高导电的有机聚(3,4‑乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)提高其导电性以及薄膜的均匀性，可以有效的改善了柔性钙钛矿器件的机械稳定性，镍离子在空气作用下形成的氧化镍可以作为有效的空穴传输材料，更有利于器件的电荷传输。最终制备的光伏器件，其室内和室外的能量转换效率在弯曲情况下具有较好的稳定性，该方法有利于制备高效、稳定的柔性钙钛矿室内光伏器件，便于柔性智能穿戴供能系统的发展。

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种镍网格柔性电极的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

太阳能电池器件将太阳能转换为电能，有效的解决目前日益严峻的能源问题，同时其环境友好的特点收到了广泛的关注。其中，钙钛矿太阳能电池因其优异的光伏特性和低廉的价格成本得到迅猛的发展，其最高的能量转换效率可达25.5%。目前，性能优越的钙钛矿太阳能电池主要基于氧化铟锡或者氟掺杂氧化锡的玻璃基底，由于铟，锡等金属元素的储量有限以及高昂的价格，以及泄露之后对环境的污染，很大程度限制了钙钛矿太阳能电池的推广和产业化应用，同时无机非金属氧化物氧化铟锡在延展性上面的缺陷也制约了其在柔性器件上的使用寿命。

柔性透明导电电极在柔性光伏器件中的应用有力的推动了柔性可穿戴、智能物联网终端供能的发展。然而，目前较为常用的氧化铟锡柔性透明电极在器件弯折过程中极易脱落，影响电极的连贯性，最终造成光伏器件能量转换效率的降低。因此寻找抗拉伸，耐弯折的高透明导电电极是目前柔性光伏器件的研究重点。

发明内容

要解决的技术问题：常用的柔性氧化铟锡透明电极较为脆弱，缺乏柔韧性，在弯折和拉伸的情况下极易脱落断裂，造成钙钛矿光伏器件的光电性能和稳定性的显著下降，最终影响其商业化的应用。同时，传统的银纳米线以及银网格透明电极因其银离子极易发生离子迁移，与钙钛矿中的卤素结合，进而造成钙钛矿薄膜的迅速降解。为了克服目前光伏器件中柔性电极的诸多机械特性的缺陷，同时优化器件的光伏性能，本发明的目的在于提供一种新型的镍网格柔性电极的钙钛矿太阳能电池的制备方法，采用镍网格制备的柔性透明电极可以明显的提高钙钛矿器件的机械稳定性和光电特性，在反复拉伸和弯折过程中柔性镍网格钙钛矿光伏器件可以保持较好的电极连贯性，镍离子相对银离子具有明显的稳定性，在空气中形成的氧化镍可以作为有效的空穴传输材料，更有利于器件的电荷传输，最终实现了高效稳定的柔性钙钛矿太阳能电池的制备。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种镍网格柔性电极的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，该钙钛矿太阳能电池以柔性镍网格导电薄膜基片作为透明电极。

进一步的，所述的柔性镍网格导电薄膜基片经(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸) （PEDOT：PSS）进行处理。

本发明所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将碘化甲铵和碘化铅溶于由二甲基亚砜和γ-羟基丁酸内酯组成的混合溶液里搅拌均匀，获得钙钛矿DMSO-GBL的前驱液；

（2）在柔性镍网格电极上沉积型号为PH1000的PEDOT：PSS，之后进一步沉积型号为AI4083的PEDOT：PSS，形成均匀的空穴传输层薄膜；

（3）在空穴传输层薄膜上沉积钙钛矿前驱液，经退火后得到钙钛矿薄膜层；

（4）在钙钛矿薄膜层之上采用旋涂、喷墨打印、或者卷对卷的方式加工处理[6,6]-苯基 C61 丁酸甲酯（PCBM），得到均匀的电子传输层；

（5）在电子传输层上采用蒸镀或者喷墨打印的方法加工处理2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-菲罗啉（BCP）修饰层；