[发明专利]一种基于P型Au@Cu2-x

说明书

本发明涉及一种基于P型Au@Cusubgt;2‑x/subgt;S界面钝化层材料的钙钛矿光伏电池及其制备方法，所述电池结构从下至上包括透明导电衬底、电子传输层、钙钛矿光敏活性层、界面钝化层、空穴传输层和金属电极；所述界面钝化层为核壳结构的Au@Cusubgt;2‑x/subgt;S纳米颗粒的涂层，涂层厚度为20～150nm。本发明以溶液法制备分散性良好的核壳结构的Au@Cusubgt;2‑x/subgt;S材料，并将其嵌入钙钛矿光伏电池的空穴传输层/光敏层界面，利用Au@Cusubgt;2‑x/subgt;S近红外区表现出较强的双重表面等离子体共振吸收特性，拓宽光伏器件吸收光谱范围，显著的提升界面处空穴密度，有效地促进电荷分离及提取，提高电池能量转换效率。

技术领域

本发明属于光伏电池技术领域，具体涉及一种基于双重表面等离子共振P型Au@Cu_2-xS界面钝化层材料的钙钛矿光伏电池及其制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池(PSC)具有制备工艺简单、成本低廉、钙钛矿半导体材料带隙宽度可调、光吸收系数较大、载流子扩散长度较长、电荷载流子迁移率较高以及能量转换效率高等优点，已迅速成为下一代光伏器件最有希望的候选者之一，引起了越来越多研究者的关注(Y.Zou,Y.Liang,C.Mu,J.P.Zhang,Advanced Materials Interfaces 2019.)。目前，电池转换效率(PCE)最高可达25.2％(Best Research-Cell Efficiencies chart,https://www.nrel.gov/pv/assets/pdfs/pv-efficiency-chart.20190802.pdf)。

电池的效率和稳定性与载流子迁移率有必然的联系。在半导体器件中，空穴的迁移率比电子的迁移率低，因此提高空穴的迁移率对提高电池的效率与稳定性相当重要。恰当的空穴传输层材料可以消除光敏层与阳极之间寄生的陷阱，形成欧姆接触，并调整光敏层与阳极之间的势垒，有利于空穴向阳极迁移。传统的空穴传输层材料如：Spiro-OMeTAD、NiO、Cu:Cr₂O₃(Science China Chemistry,2017,60(4):472–489)等不能有效地提高空穴的迁移率，因此必须寻找新的空穴传输层材料。