[发明专利]一种微纳米岛状碳酸盐薄膜、制备方法及钙钛矿太阳能电池

权利要求书

1.一种微纳米岛状碳酸盐薄膜，其特征在于：所述碳酸盐为热膨胀系数为10×10^-5K^-1～40×10^-5K^-1的碱金属碳酸盐，微纳米岛状结构的直径为100nm～3000nm，所述薄膜的厚度为0.5nm～10nm。

2.如权利要求1所述的一种微纳米岛状碳酸盐薄膜，其特征在于：所述碳酸盐纳米岛状结构的直径为500nm～1000nm。

3.如权利要求1所述的一种微纳米岛状碳酸盐薄膜，其特征在于：所述碳酸盐的热膨胀系数为20×10^-5K^-1～30×10^-5K^-1。

4.如权利要求3所述的一种微纳米岛状碳酸盐薄膜，其特征在于：所述碳酸盐为Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、Rb₂CO₃或Cs₂CO₃。

5.一种如权利要求1～4任意一项所述的微纳米岛状碳酸盐薄膜的制备方法，其特征在于：所述方法步骤包括：

将摩尔浓度为10^-6mol/mL～10^-2mol/mL的碱金属碳酸盐水溶液以3000rpm～6000rpm的转速旋涂到基底上，100℃～200℃下退火1min～15min，退火气氛为空气，在基底上得到一种微纳米岛状碳酸盐薄膜；

或采用热蒸发法在基底上沉积碱金属碳酸盐薄膜，蒸镀真空度小于1×10^-4Pa，之后在100℃～200℃下退火1min～5min，升温速率为50℃/秒～200℃/秒，退火气氛为氮气，在基底上得到一种微纳米岛状碳酸盐薄膜。

6.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于：包括空穴传输层、钙钛矿活性层和电子传输层，如权利要求1～4任意一项所述的一种微纳米岛状碳酸盐薄膜作为界面修饰层位于钙钛矿活性层的一侧或两侧。

7.如权利要求6所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于：当所述界面修饰层位于空穴传输层与钙钛矿活性层之间时，厚度为8nm～10nm；当所述界面修饰层位于电子传输层与钙钛矿活性层之间时，厚度为2nm～3nm。

8.如权利要求6所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述钙钛矿活性层的热膨胀系数为2×10^-5K^-1～8×10^-5K^-1。

9.如权利要求6所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述钙钛矿活性层为ABX₃钙钛矿晶体，其中A为甲脒、甲胺、胍、铯、铷和钾中的一种以上，B为过渡金属和IV到VI族元素中的一种以上，X为卤素离子碘离子、氯离子、溴离子或硫氰根离子中的一种以上，所述钙钛矿吸光层的厚度为100nm～1000nm；

所述空穴传输层材料为2,2',7,7'-四(N,N-对甲氧苯胺基)-9,9'-螺二芴、甲氧基三苯胺-氟代甲脒、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺)、聚-3已基噻吩、硫氰酸亚铜、氧化镍、三蝶烯为核的三苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩-甲氧基三苯胺、N-(4-苯胺)咔唑-螺双芴、聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]或聚噻吩；所述空穴传输层的厚度为50nm～300nm；

所述电子传输层材料为酰亚胺化合物、醌类化合物、富勒烯及其衍生物，Cd、Zn、In、Pb、Mo、W、Sb、Bi、Cu、Hg、Ti、Ag、Mn、Fe、V、Sn、Zr、Sr、Ga、Nb、Mg、Si和Cr的金属氧化物及其掺杂氧化物，以及氟化锂、氟化钙中的任意一种；所述电子传输层的厚度为10nm～100nm。

10.如权利要求6所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述钙钛矿太阳能电池还包括衬底和对电极，所述衬底为氧化铟锡导电玻璃、掺氟氧化锡导电玻璃、氧化铟锡聚萘二甲酸乙二醇酯或氧化铟锡聚对苯二甲酸类；所述对电极层材料为铂、金、铜、银、铝、铬金属或含有所述金属的合金，所述对电极层厚度为80nm～500nm。