[发明专利]Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本申请涉及一种Mxene‑F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池，其包括自下而上依次层叠设置的导电基底、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和顶电极层，电子传输层为Mxene‑F掺杂PCBM层，对电子传输层界面进行优化，减少其界面缺陷，使能带匹配，提升钙钛矿太阳电池的效率，同时Mxene‑F的掺杂能够提高PCBM界面的疏水性，从而提高器件稳定性。

技术领域

本发明涉及一种Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池及其制备方法，属于钙钛矿太阳能电池领域。

背景技术

钙钛矿太阳能电池是由于其价格便宜，制造工艺简单以，光电转换效率高和带宽可调利于做叠层太阳能电池上电池等优点，近年来受到了很大的关注。

传统的倒置钙钛矿太阳能电池一般使用PCBM，C60等作为电子传输层(ETL)，但是，在钙钛矿层上直接旋涂或蒸镀制备电子传输层，界面处会有缺陷等形成，且能带不够匹配，效率会有所损失。因此需要一些钝化层或者修饰处理以减少缺陷态或调整导带位置使能带更加匹配，同时，也能提高器件的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池，能够减少界面缺陷从而提高其效率和稳定性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池，所述Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池包括自下而上依次层叠设置的导电基底、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和顶电极层，所述电子传输层为Mxene-F掺杂PCBM层。

进一步地，所述钙钛矿层的A位离子选自FA、MA或Cs中的任一种或多种；B位离子选自Pb、Sn或Ge任中的任一种或多种；X位离子选自I、Br或Cl中的任一种或多种。

进一步地，所述空穴传输层选自Spiro-MeOTAD、PEDOT:PSS、P3HT、PTAA、PThTPTI、金属氧化物或氧化石墨烯中的至少一种。

进一步地，所述顶电极层为金属或有机材料。

进一步地，所述顶电极层的厚度为80-120nm；所述空穴传输层的厚度为20-50nm；所述电子传输层的厚度为20-40nm。

本发明还提供一种Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述制备方法用以制备所述的Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池，包括以下步骤：

S1、提供导电基底，对所述导电基底进行预处理；

S2、所述导电基底上制备空穴传输层；

S3、所述空穴传输层上制备钙钛矿层；

S4、利用溶液法在所述钙钛矿层上制备电子传输层，所述电子传输层为Mxene-F掺杂PCBM层；

S5、在所述电子传输层上制备顶电极层。

进一步地，所述电子传输层的具体制备步骤为：提供Mxene-F掺杂PCBM前驱体溶液，将所述Mxene-F掺杂PCBM前驱体溶液滴于所述钙钛矿层上；以1000-2000rpm的速度在空气中旋涂10-60s；随后在100℃-150℃的温度下退火10-20min，得到所述电子传输层。