[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括：

导电衬底；

电子传输层，位于所述导电衬底上；

钙钛矿层，位于所述电子传输层上；

动态交联聚氨酯层，位于所述钙钛矿层上；

空穴传输层，位于所述动态交联聚氨酯层上；

金属电极层，位于所述空穴传输层上；

所述动态交联聚氨酯层的化学结构式为：

其中，R₁为聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚烯烃、聚丙烯酸酯、脂肪酸甘油酯、环氧树脂或烃基链段；R₂为环状烃基、链状烃基或取代的芳环基团；R₃为含有C、S、O、Si等原子中一种或者多种的链段；X^-为F^-、Cl^-、Br^-或I^-。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述动态交联聚氨酯层的厚度为2~50 nm。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿层包括CH(NH₂)₂PbI₃、CH(NH₂)₂PbI_3-xBr_x和CH(NH₂)₂PbI_3-xCl_x中的任意一种或多种组合，其中，0≤x≤3。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述导电衬底包括基底和沉积于所述基底上的透明导电金属氧化物。

5.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述基底为玻璃、石英、柔性PET或柔性PEN中的任意一种，所述透明导电金属氧化物为氧化铟锡或者是氟掺杂氧化锡。

6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层为氧化钛、氧化锡或者氧化锌；所述空穴传输层为2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴；所述金属电极为金电极或银电极。

7.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

提供一导电衬底；

在所述导电衬底上沉积电子传输层；

配置钙钛矿前驱体溶液，并将其涂覆在所述电子传输层上加热制备钙钛矿层；

配置动态交联聚氨酯前驱体溶液，并将其涂覆在所述钙钛矿层上加热制备动态交联聚氨酯层；

在所述动态交联聚氨酯层上制备空穴传输层；

在所述空穴传输层上蒸镀的金属电极；

其中，所述动态交联聚氨酯层的化学结构式为：

其中，R₁为聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚烯烃、聚丙烯酸酯、脂肪酸甘油酯、环氧树脂或烃基链段；R₂为环状烃基、链状烃基或取代的芳环基团；R₃为含有C、S、O、Si等原子中一种或者多种的链段；X^-为F^-、Cl^-、Br^-或I^-。

8.根据权利要求7所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱体溶液的质量浓度为200 ~ 800 mg/mL，制备钙钛矿层时的加热温度为60~300℃，加热时间为15~120 min。

9.根据权利要求7所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，配置动态交联聚氨酯前驱体溶液的溶质为卤代烃和聚氨酯树脂，溶剂为甲苯，所述动态交联聚氨酯前驱体溶液质量浓度为1~50 mg/ml。