[发明专利]一种界面层钙钛矿电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种界面层钙钛矿电池，包括依次接触的衬底层、第一电荷传输层、第一界面层、钙钛矿层、第二界面层、第二电荷传输层和电极层；所述第一界面层为甲基丙烯酸甲酯‑丙烯酸正丁酯共聚物层；所述第二节面层为甲基丙烯酸甲酯‑丙烯酸正丁酯共聚物层。本发明在钙钛矿层的两侧分别沉积甲基丙烯酸甲酯‑丙烯酸正丁酯共聚物层，该聚合物层含有极性官能团羰基，能够与Pb²⁺或Sn²⁺配位，钝化界面处的未配位原子，实现钝化界面功能；同时该聚合物聚有良好的自修复能力，能够增强钙钛矿太阳能电池界面强度，尤其在柔性器件中表现优异；该聚合物还具有疏水性质，能够阻隔水汽入侵。本发明还提供了一种界面层钙钛矿电池的制备方法。

技术领域

本发明属于钙钛矿电池技术领域，尤其涉及一种界面层钙钛矿电池及其制备方法。

背景技术

近十年来，钙钛矿太阳能电池发展迅猛，效率值已由最初的3.8％升至25.2％，这得益于钙钛矿材料的高吸收系数、可调的带隙等优良的光电性能，也因其简单的器件结构和制备工艺。钙钛矿电池主要分为正式(n-i-p)和反式(p-i-n)结构两种，具体包括透明导电衬底、电子/空穴传输层、钙钛矿吸光层、空穴/电子传输层、金属电极。在钙钛矿层与电子/空穴传输层的界面处，存在着大量缺陷，这些缺陷作为非辐射复合的核心，严重影响钙钛矿电池的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种界面层钙钛矿电池及其制备方法，本发明中的界面层钙钛矿电池可有效降低缺陷浓度，减少载流子在界面处的复合。

本发明提供一种界面层钙钛矿电池，包括依次接触的衬底层、第一电荷传输层、第一界面层、钙钛矿层、第二界面层、第二电荷传输层和电极层；

所述第一界面层为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物层；所述第二节面层为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物层。

优选的，所述第一界面层的厚度为5～20nm；

所述第二节面层的厚度为5～20nm。

优选的，所述钙钛矿层包括钙钛矿材料；所述钙钛矿材料包括有机-无机杂化铅卤钙钛矿，有机-无机杂化锡/铅混合卤钙钛矿和全无机钙钛矿中的一种或几种。

优选的，所述钙钛矿层的厚度为300～1500nm。

本发明提供如上文所述的界面层钙钛矿电池的制备方法，包括以下步骤：

A)在衬底上沉积第一电荷传输材料，退火后得到第一电荷传输层；

B)在所述第一电荷传输层表面沉积甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物，退火后得到第一界面层；

C)在所述第一界面层表面沉积钙钛矿材料，退火后得到钙钛矿层；

D)在所述钙钛矿层表面沉积甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物，退火后得到第二界面层；

E)在所述第二界面层的表面沉积第二电荷传输材料，得到第二电荷传输层；

F)在所述第二电荷传输层表面蒸镀电极材料，得到界面层钙钛矿太阳能电池。

优选的，所述步骤B)采用旋涂法将甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物溶液涂覆在所述第一电荷传输层表面；

所述步骤D)采用旋涂法将甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物溶液涂覆在所述第一电荷传输层表面。

优选的，所述甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物溶液的浓度为10～60mg/mL。

优选的，所述步骤B)中旋涂的速度为3000～5000rpm；

所述步骤D)中旋涂的速度为3000～5000rpm。