[发明专利]无机反置钙钛矿太阳能电池、其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种无机反置钙钛矿太阳能电池、其制备方法和应用。所述全无机反置钙钛矿太阳能电池的制备方法包括制作空穴传输层、钙钛矿光敏层、电子传输层的步骤，其中所述电子传输层的制备方法包括：将包含氧化铈前驱体、锂盐、表面活性剂的氧化铈前驱体溶液涂覆在钙钛矿光敏层上并低温退火处理。本发明选择采用低温氧化铈作为电子传输层材料，不仅满足了能够采用低温处理工艺，有效的防止了高温退火对钙钛矿光敏层的破坏，而且可以采用对钙钛矿光敏层没有破坏的溶剂来分散，从而成功的制备了全无机反置钙钛矿太阳能电池。

技术领域

本发明涉及一种钙钛矿电池，特别涉及一种无机反置钙钛矿太阳能电池、其制备方法和应用，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

近几年来，由于钙钛矿太阳能电池的材料来源较广，制备工艺简单，成本较低且可用于制备大面积柔性电池和透明电池，越来越多的科研工作者投入大量的精力研究钙钛矿太阳能电池，目前钙钛矿太阳能电池的光电转换效率是第三代新型太阳能电池中最高的，光电转换效率已有25.2％，达到了商业化应用的要求，所以进一步简化钙钛矿太阳能电池的工艺以及降低钙钛矿太阳能电池的制作成本并提高钙钛矿太阳能电池的稳定性是目前多数研究者关注的重点。

目前金属氧化物作为电子传输层主要应用在正置钙钛矿太阳能电池中，而反置钙钛矿太阳能电池相比于正置钙钛矿太阳能电池，迟滞效应较小；所以大力发展反置结构钙钛矿太阳能电池有利于钙钛矿太阳能电池产业化发展。

然而在现有的电子传输层材料中，PCBM及其衍生物等有机小分子，除了合成复杂，提纯难度高，材料的成本较高外，而且这类材料的稳定性较低，此类材料在空气中的稳定性也远远不如无机金属氧化物，从而导致基于有机小分子作为电子传输层制备的钙钛矿太阳能电池的稳定性较低，电池的寿命较短，从而阻碍了钙钛矿太阳能电池的进一步发展；而现有的无机金属氧化物都是需要高温处理(大于200℃)或者分散时大多数都是采用极性较强的溶剂来分散，而超过200℃的温度处理会使钙钛矿吸光层分解，且极性较强的溶剂也会使钙钛矿吸光层分解，不利于钙钛矿太阳能电池产业化发展。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无机反置钙钛矿太阳能电池、其制备方法和应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种电子传输层的制备方法，其包括：将包含10～20wt％锂盐、1～10wt％表面活性剂的氧化铈前驱体溶液形成在基体上，并于80～100℃条件下退火处理形成电子传输层。

进一步的，所述氧化铈前驱体溶液浓度为10～20mg/mL。

进一步的，所述氧化铈前驱体包括乙酰丙酮铈和/或醋酸铈。

进一步的，所述锂盐包括双三氟甲基磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、三氟甲磺酸锂中的任意一种或两种以上的组合。

进一步的，所述表面活性剂包括卵磷脂、磺酸甜菜碱、羧酸咪唑啉中的任意一种或两种以上的组合。

进一步的，所述氧化铈前驱体溶液所含溶剂包括氯苯、甲苯、氯仿、异丙醇、正丁醇和乙酸乙酯中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。

本发明实施例还提供了由所述的电子传输层的制备方法制备形成的电子传输层。

本发明实施例还提供了一种全无机反置钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括制作空穴传输层、钙钛矿光敏层的步骤，以及，所述的制备方法还包括：采用前述电子传输层的制备方法于钙钛矿光敏层上制作电子传输层的步骤。

进一步的，所述退火处理的时间为5～15min。

进一步的，所述的制备方法还包括：分别使空穴传输层、电子传输层与第一电极、第二电极连接，其中至少第一电极为透明电极。