[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，包括依次层状设置的导电玻璃层、5‑AVA替代层、钙钛矿层、空穴传输层和电极层。5‑AVA的羧基能够与ITO表面的羟基形成化学键，由于5‑AVA自身直链结构，5‑AVA的氨基能够有效朝向钙钛矿层，5‑AVA替代层并非作为电子传输层，而是作为一种偶极子层对导电玻璃层的表面进行修饰，从而降低导电玻璃层的表面功函数，使得导电玻璃层和钙钛矿层之间能级更为匹配，极大抑制了导电玻璃层和钙钛矿层之间的载流子复合，而且促进了电荷转移，其还有改善钙钛矿层结晶过程的作用，从而提升钙钛矿层的晶粒尺寸。

【技术领域】

本发明涉及一种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】

传统钙钛矿太阳能电池需要制备作为n型半导体的电子传输层，才能够保证电池效率。一般电子传输层的材质选用二氧化钛或者二氧化锡等氧化物，不论使用何种材质，都不得不进行长时间高温退火，以保证其形成合适的晶型，这个过程一般温度都是在150℃以上，尤其是二氧化钛，退火温度甚至在500℃。又比如二氧化锡不仅需要在150℃进行退火，还需要紫外线和臭氧进行表面处理。因此传统电子传输层直接导致了现有钙钛矿太阳能电池生产过程时间长、能耗高。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种钙钛矿太阳能电池，包括依次层状设置的导电玻璃层、5-AVA替代层、钙钛矿层、空穴传输层和电极层。

本发明的有益效果为：

5-AVA的羧基能够与ITO表面的羟基形成化学键，由于5-AVA自身直链结构，5-AVA的氨基能够有效朝向钙钛矿层，5-AVA替代层并非作为电子传输层，而是作为一种偶极子层对导电玻璃层的表面进行修饰，从而降低导电玻璃层的表面功函数，使得导电玻璃层和钙钛矿层之间能级更为匹配，极大抑制了导电玻璃层和钙钛矿层之间的载流子复合，而且促进了电荷转移，其还有改善钙钛矿层结晶过程的作用，从而提升钙钛矿层的晶粒尺寸。

本发明所述钙钛矿层为有机无机杂化钙钛矿层。

本发明所述钙钛矿层的材质为FA_0.9Cs_0.1PbI_3-xCl_x。

一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1：在导电玻璃层的表面旋涂5-AVA的水溶液，然后在90-120℃条件下退火，以在导电玻璃层的表面形成5-AVA替代层；

步骤S2：在5-AVA替代层的表面旋涂有机无机杂化钙钛矿溶液，然后在100-150℃条件下退火，以在5-AVA替代层的表面形成有机无机杂化钙钛矿层；

步骤S3：在有机无机杂化钙钛矿层的表面旋涂空穴传输材料溶液，然后在干燥器中干燥氧化，以在有机无机杂化钙钛矿层表面形成空穴传输层；

步骤S4:在空穴传输层表面制备电极层。

本发明5-AVA的水溶液中5-AVA的浓度为10-25mg/mL。

本发明有机无机杂化钙钛矿溶液的配置方法为：将FAI、CsCl和PbI₂溶解于DMF和DMSO中搅拌。

本发明所述FAI、CsCl和PbI₂的浓度比为1.26:0.14:1.47。

本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：