[发明专利]半电池的制备方法、半电池和具有其的太阳能电池

说明书

本发明提供了一种半电池制备方法、半电池和太阳能电池，其中，半电池制备方法包括将镉盐、二甲基胺铅碘、碘化铯、N,N‑二甲基甲酰胺、二甲亚枫混合形成钙钛矿前驱液。将钙钛矿前驱液旋涂在覆盖有第一载流子传输层的透明电极上，在第一载流子传输层上形成钙钛矿前驱膜。将负载有钙钛矿前驱膜和第一载流子传输层的透明电极进行退火处理，得到半电池，其中退火后的钙钛矿前驱膜称为钙钛矿薄膜，钙钛矿薄膜包括镉掺杂的CsPb(I,Br)₃晶体。其中的钙钛矿前驱膜包括镉掺杂的CsPb(I,Br)₃晶体，镉掺杂的CsPb(I,Br)₃晶体有效解决了无机钙钛矿薄膜的晶体缺陷，提高结晶质量，提高光生载流子寿命和迁移率，获得高效率、高稳定性的钙钛矿太阳能电池。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种半电池的制备方法、半电池和具有其的太阳能电池。

背景技术

发展太阳能电池是解决化石能源日益枯竭及污染问题的重要途径。目前已经实现产业化的硅基太阳能电池在实际应用时有很大的局限性，不适用于柔性、建筑一体化等特殊场合。近年来，钙钛矿太阳能电池犹如一匹“黑马”脱颖而出，光电转换效率已达到25.5％，然而传统的有机-无机杂化钙钛矿前驱膜热稳定性较差，不利于钙钛矿太阳能电池的商业化应用。通过用无机铯(Cs)离子取代有机离子制备的CsPb(I,Br)₃全无机钙钛矿前驱膜克服了高温环境中稳定性差的问题。

但是，CsPb(I,Br)₃钙钛矿前驱膜的本体材料存在较多缺陷，造成严重复合，限制了全无机钙钛矿太阳能电池光伏性能的进一步提升。因此，如何提升无机钙钛矿前驱膜晶体质量、降低复合、提高电池效率和稳定性，是目前钙钛矿电池研究的重点之一。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种半电池的制备方法，改善钙钛矿前驱膜的性能，提高钙钛矿太阳能电池的效率。

特别地，本发明提供了一种半电池制备方法，其包括：

将镉盐、二甲基胺铅碘、碘化铯、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚枫混合形成钙钛矿前驱液；

将钙钛矿前驱液旋涂在覆盖有第一载流子传输层的透明电极上，在第一载流子传输层上形成钙钛矿前驱膜；

将负载有钙钛矿前驱膜和第一载流子传输层的透明电极进行退火处理，得到半电池；其中退火后的钙钛矿前驱膜称为钙钛矿薄膜。

可选地，将钙钛矿前驱液旋涂在覆盖有第一载流子传输层的透明电极上，在第一载流子传输层上形成钙钛矿前驱膜的步骤包括：

先将钙钛矿前驱液滴加至第一载流子传输层上；

将透明电极以200rpm/min至2000rpm/min的转速旋转10s至60s的时间；

再将透明电极以2000rpm/min至5000rpm/min的转速旋转10s至60s的时间形成钙钛矿前驱膜。

可选地，将负载有钙钛矿前驱膜和第一载流子传输层的透明电极进行退火处理，得到半电池；其中退火后的钙钛矿前驱膜称为钙钛矿薄膜的步骤包括：

将负载有钙钛矿前驱膜和第一载流子传输层的透明电极置于170℃至210℃的加热台上加热6分钟至20分钟，得到半电池。

可选地，将负载有钙钛矿前驱膜和第一载流子传输层的透明电极进行退火处理，得到半电池；其中退火后的钙钛矿前驱膜称为钙钛矿薄膜的步骤包括：

将负载有钙钛矿前驱膜和第一载流子传输层的透明电极置于50℃至100℃的加热台上加热1分钟至10分钟；

再置于150℃至230℃的加热台上加热5分钟至20分钟，得到半电池。