[发明专利]钙钛矿太阳电池PN结及其制备方法

说明书

本发明提供一种钙钛矿太阳电池PN结及其制备方法，方法包括：将BX_n溶液旋涂在电子传输层上，进行第一退火处理，得到BX_n薄膜；在所述BX_n薄膜上滴加第一AX的醇溶液，进行第二退火处理，得到N型ABX_n1钙钛矿薄膜；在所述N型ABX_n1钙钛矿薄膜上旋涂异丙醇，再滴加第二AX的醇溶液，进行第三退火处理，得到P型ABX_n2钙钛矿薄膜。本发明通过溶液法制备PN结，方便快捷，普适性、可重复性好，更利于工业生产。

技术领域

本发明涉及钙钛矿太阳电池的技术领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳电池PN结及其制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳电池是目前发展最为迅速的一类新型太阳电池，实验室最高效率已达到25.5％，与商用化的晶硅太阳相当。钙钛矿太阳电池的传统结构是制备将钙钛矿的本征层夹在其它材料制备出的电子传输层和空穴传输层之间。如果能够将原来的钙钛矿本征层，变为钙钛矿的PN结，更利于光生载流子的输运，进而提高太阳电池的转换效率。

研究表明，钙钛矿材料在不同的制备条件下，可以改变其导电极性，由P型变为N型，或者反之。例如PbI₂过量时，为N型；MAI过量时，为P型。也有研究表明，退火温度提高时，钙钛矿材料的导电性则由P型变为N型。

已有研究小组通过蒸发的方式来改变MAI和PbI₂的比例，进而获得钙钛矿的PN结。然而蒸发的方式较为复杂，需要昂贵的设备以及高真空条件。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对于现有的技术问题，本发明提供一种钙钛矿太阳电池PN结及其制备方法，用于至少部分解决以上技术问题。

(二)技术方案

本发明提供一种PN结的制备方法，包括：将BX_n溶液旋涂在电子传输层上，进行第一退火处理，得到BX_n薄膜；在BX_n薄膜上滴加第一AX的醇溶液，进行第二退火处理，得到N型ABX_n1钙钛矿薄膜；在N型ABX_n1钙钛矿薄膜上旋涂异丙醇，再滴加第二AX的醇溶液，进行第三退火处理，得到P型ABX_n2钙钛矿薄膜。

可选地，在BX_n薄膜上滴加第一AX的醇溶液满足条件：滴加第一AX的醇溶液之后，在BX_n薄膜上形成第一BX_n残余，第一AX的醇溶液变为第三AX的醇溶液，第三AX的醇溶液的含量小于第一BX_n残余的含量；滴加第二AX的醇溶液满足条件：旋涂异丙醇后，N型ABX_n1钙钛矿薄膜表面残留的第二BX_n残余的含量小于第二AX的醇溶液的含量。

可选地，异丙醇用于腐蚀N型ABX_n1钙钛矿薄膜，旋涂异丙醇包括：旋涂异丙醇使得被腐蚀掉的N型ABX_n1钙钛矿薄膜的厚度小于10nm。

可选地，BX_n包括PbI₂，PbCl₂，PbBr₂中的一种或几种的混合物。

可选地，AX为有机卤化物，包括MAI，MACl，MABr，FAI，FACl，FABr，CsI，CsCl，CsBr中的一种或几种的混合物。

可选地，第一退火处理，第二退火处理和第三退火处理中，退火的温度范围为90-150℃，退火的时间范围为小于1小时。

可选地，第一AX的醇溶液和第二AX的醇溶液中的醇为任意一种醇类化合物或任意几种醇类化合物的混合物。

可选地，醇类化合物包括甲醇、乙醇和异丙醇。