[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制备方法，包括钙钛矿光吸收层，所述钙钛矿光吸收层是由钙钛矿薄膜经过退火处理再进行热压处理形成的钙钛矿光吸收层，所述钙钛矿光吸收层的晶粒尺寸为800nm～1000nm；所述制备方法包括制备获得钙钛矿光吸收层的步骤，所述制备获得钙钛矿光吸收层的步骤包括：制备形成钙钛矿薄膜；对所述钙钛矿薄膜进行退火处理；对退火处理后的所述钙钛矿薄膜进行热压处理，获得所述钙钛矿光吸收层。本发明提供的钙钛矿太阳能电池中，经过热压处理的钙钛矿光吸收层具有晶粒尺寸大，晶粒大小均匀，晶粒之间致密性高的优点，能够提高钙钛矿太阳能电池的电性能。

技术领域

本发明涉及钙钛矿太阳能电池技术领域，特别是涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

光伏技术是一种利用太阳能电池板将光转换成电能的技术，被认为是太阳能规模利用的最有效方法。自第一块太阳能电池问世以来，光伏技术不断得到突破。经过了近些年的快速发展，第三代太阳能电池中的钙钛矿太阳能电池因其众多优点在国际上受到广泛关注，成为光电和材料领域的新星。而钙钛矿材料被应用到电池领域中，最开始时的效率只为3.8％。随后科研人员从材料、界面等多方面对其进行优化，钙钛矿太阳能电池的光电效率超过了15％，目前，钙钛矿电池的实验室效率已经到了25.5％。

虽然钙钛矿太阳能电池的光电转化效率不断得到突破，但是钙钛矿结构不稳定的问题仍然十分突出。通过溶剂法制作的钙钛矿薄膜表面均匀性差，晶粒尺寸小且差别大，因此晶粒接触处有大量间隙，钙钛矿膜表面有许多缺陷，这严重影响了器件的性能。为了解决这个问题，研究者们通常会加入一些添加剂，使之钝化钙钛矿表面，能够一定程度上减少缺陷，但是这些添加剂往往是富勒烯衍生物等高成本物质，这近一步限制了钙钛矿太阳能电池的商业化进程。在传统的持续退火工艺中，晶粒的增长是不可控制的，因此钙钛矿的晶粒尺寸小，晶粒的增长不均匀，晶粒之间不致密，甚至钙钛矿膜上有穿孔。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，以解决现有的持续退火工艺中钙钛矿晶粒尺寸小，晶粒大小不均匀，晶粒之间不够致密，不利于钙钛矿太阳能电池的性能提升和其稳定性的问题。

为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明首先提供了一种钙钛矿太阳能电池，包括钙钛矿光吸收层，所述钙钛矿光吸收层是由钙钛矿薄膜经过退火处理再进行热压处理形成的钙钛矿光吸收层，所述钙钛矿光吸收层的晶粒尺寸为800nm～1000nm。

优选地，所述钙钛矿太阳能电池还包括导电基底、第一电荷传输层、第二电荷传输层和导电电极层；

其中，所述第一电荷传输层设置在所述导电基底上，所述钙钛矿光吸收层设置在所述第一电荷传输层上，所述第二电荷传输层设置在所述钙钛矿光吸收层上，所述导电电极层设置在所述第二电荷传输层上。

优选地，所述钙钛矿光吸收层厚度为300nm～600nm。

优选地，所述第一电荷传输层为空穴传输层，所述第二电荷传输层为电子传输层；或者是，所述第一电荷传输层为电子传输层，所述第二电荷传输层为空穴传输层。

优选地，所述电子传输层的厚度为5nm～20nm，所述空穴传输层的厚度为5nm～100nm，所述导电电极层的厚度为70nm～400nm。

本发明还提供了一种如上所述钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括制备获得钙钛矿光吸收层的步骤，所述制备获得钙钛矿光吸收层的步骤包括：

S101、制备形成钙钛矿薄膜；

S102、对所述钙钛矿薄膜进行退火处理；

S103、对退火处理后的所述钙钛矿薄膜进行热压处理，获得所述钙钛矿光吸收层。

具体地，步骤S103中，对所述钙钛矿光吸收层进行热压处理前，在退火处理后的所述钙钛矿薄膜上设置热压保护膜。