[发明专利]一种具有局部半开放钝化接触结构的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种具有局部半开放钝化接触结构的钙钛矿太阳能电池，其至少包括电荷传输层和钙钛矿层，其特征在于，在电子传输层和钙钛矿层之间设置有绝缘或低导材料层，所述绝缘或低导材料层为连续或不连续的岛状结构。

2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，岛的水平尺度小于钙钛矿中光生载流子的扩散长度；

优选地，岛之间的距离为岛水平尺度的0.1-9倍。

3.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述岛状结构的形状为针状、锥状、柱状、球状或片状；所述岛状结构的高度为1-400nm，水平尺度为10-2000nm；

优选地，所述岛状结构的高度、水平宽度与光生载流子的扩散长度匹配。

4.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述绝缘或低导材料层的覆盖率为5-99％，所述覆盖率为绝缘低导材料遮挡并阻止载流子从钙钛矿层传输到电荷传输层的区域面积占电荷传输层表面积的百分比。

5.如权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述绝缘或低导材料层包括无机绝缘或低导材料或有机绝缘或低导材料，或者由绝缘或低导材料包裹导体或者半导体形成的绝缘或低导材料；

所述无机绝缘或低导材料包括氧化锆、氧化铝、氧化铁、氧化锂、氧化锗、氧化硅、五氧化二磷、氧化硼、氧化镁、氧化铬、氟化锆、氟化铝，氟化铁、氟化锗、氟化硅、氟化硼、氟化镁或氟化锂中的一种或几种；

所述有机绝缘或低导材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸、聚酰胺、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚酰亚胺、橡胶、纤维、2-苯乙胺氢碘酸盐、哌嗪二碘酸盐、1,8-辛二胺氢碘酸盐或油胺碘中的一种或几种。

6.如权利要求1-5任一项所述的具有局部半开放钝化接触结构的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)在干净的透明导电氧化物衬底上制备空穴传输层或电子传输层；

2)在步骤1)得到的层上制备绝缘或低导材料层；

3)在步骤2)得到的层上沉积钙钛矿层；

4)在钙钛矿层上制备电子传输层或空穴传输层；

5)在步骤4)得到的层上制备空穴或电子阻挡层；

6)在步骤5)得到的空穴或电子阻挡层上制备背电极。

7.如权利要求1-5任一项所述的具有局部半开放钝化接触结构的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)在干净的透明导电氧化物衬底上制备空穴传输层或电子传输层；

2)在步骤1)得到的层上制备绝缘或低导材料层；

3)在步骤2)得到的层上沉积钙钛矿层；

4)在钙钛矿层上制备电子传输层或空穴传输层；

5)在步骤4)得到的层上制备致密层；

6)在步骤5)得到的致密层上制备隧穿复合层；

7)在步骤6)得到的隧穿复合层上制备空穴传输层或电子传输层；

8)在步骤7)得到的层上制备绝缘或低导材料层

9)在步骤8)得到的层上沉积钙钛矿层；

10)在步骤9)得到的层上制备电子传输层或空穴传输层；

11)在步骤10)得到的层上制备背电极。

8.如权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘或低导材料层为连续或不连续的岛状结构。

9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述连续或不连续的岛的水平尺度小于钙钛矿中光生载流子的扩散长度；

优选地，所述岛之间的距离为岛水平尺度的0.1-9倍；

或优选地，岛间距和岛的水平尺度能保证所述绝缘或低导材料层的覆盖率为5-99％，所述覆盖率为绝缘低导材料遮挡并阻止载流子从钙钛矿层传输到电荷传输层的区域面积占电荷传输层表面积的百分比。

10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘或低导材料层通过物理沉积方法或化学沉积方法制备；

所述物理沉积方法为真空蒸发法、溅射、离子束沉积或脉冲激光沉积；

所述化学沉积方法为化学气相沉积、原子层沉积或溶胶-凝胶旋涂法。