[发明专利]双面无机半透明CsPbBr3

说明书

本发明涉及一种双面无机半透明CsPbBr₃薄膜钙钛矿太阳电池及其制备方法，该太阳电池包括透明衬底以及依次层叠在所述透明衬底上的第一光学耦合层、第一金属透明电极、第一传输层、CsPbBr₃钙钛矿吸光层、第二传输层、第二金属透明电极和第二光学耦合层。该钙钛矿太阳电池的电极采用全金属透明电极且电池为双面无机半透明太阳电池，提升了太阳光谱短波段光的利用效率，能够提升光电转换效率，可用于高效、低成本光伏发电以及用作硅叠层电池的顶电池来提高硅太阳电池的发电效率。

技术领域

本发明属于半导体太阳电池领域，具体涉及一种双面无机半透明CsPbBr₃薄膜钙钛矿太阳电池及其制备方法。

背景技术

能源危机是当今社会面临的重要问题，发展以太阳能等清洁能源为主的新型发电技术是兼顾能源供应与环境保护的有效途径。以有机金属卤化钙钛矿为代表的新型光伏材料近几年获得广泛关注，并取得了长足进步。近年来，新型钙钛矿薄膜太阳电池因其带隙可调(1.2-2.3eV)、光吸收系数高、能量转换效率高(25.2％)、制造成本低等优点，受到越来越多的关注与研究。尤其是基于金属Cs以及卤化铅的全无机钙钛矿因为其优异的热稳定性以及超低的成本和其简单的制备工艺等诸多有点受到国内外科研工作者越来越多的青睐。

在诸多中无机钙钛矿材料中，CsPbBr₃由于其超高的禁带宽度(2.3eV)，所以有着最优异的稳定性而备受关注。但目前CsPbBr₃的光电转换效率仍然较低，导致现有无机CsPbBr₃太阳能电池的短波段利用率较低，从而使得无机CsPbBr₃太阳能电池的光电转换效率低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种双面无机半透明CsPbBr₃薄膜钙钛矿太阳电池及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种双面无机半透明CsPbBr₃薄膜钙钛矿太阳电池，其特征在于，包括透明衬底以及依次层叠在所述透明衬底上的第一光学耦合层、第一金属透明电极、第一传输层、CsPbBr₃钙钛矿吸光层、第二传输层、第二金属透明电极和第二光学耦合层。

在本发明的一个实施例中，所述透明衬底的透光率大于等于80％，所述透明衬底的材料包括玻璃、双抛蓝宝石、PET柔性材料中的任一种。

在本发明的一个实施例中，所述第一光学耦合层和所述第二光学耦合层的折射率均大于或等于2，材料均包括MoO₃、V₂O₅、TeO₂、Al₂O₃、LiF、MgF₂、SiO₂中的任一种，厚度均为25～35nm。

在本发明的一个实施例中，所述第一金属透明电极和所述第二金属透明电极的透光率均大于或等于80％，厚度均为9～12nm，所述第一金属透明电极和所述第二金属透明电极的材料均包括Au、Ag中的任一种。

在本发明的一个实施例中，所述第一传输层包括电子传输层、空穴传输层中的任一种，所述第二传输层包括电子传输层、空穴传输层中的另一种。

在本发明的一个实施例中，所述电子传输层的材料采用n型半导体材料，所述n型半导体材料包括TiO₂、SnO₂、ZnO、PCBM中的任一种；

所述空穴传输层的材料采用p型半导体材料，所述p型半导体材料包括spiro-OMeTAD、P3HT、PEDOT：PSS、NiO_x中的任一种。

本发明的另一个实施例提供了一种双面无机半透明CsPbBr₃薄膜钙钛矿太阳电池的制备方法，包括步骤：