[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，所述钙钛矿太阳能电池具有空穴传输层，所述空穴传输层的材料为以双甲硫基‑二苯胺或三苯胺为端基，烷氧基或噻吩基取代的苯并二噻吩为中心单元的有机分子材料。本发明提供了一种不需要添加剂以及表面处理工艺的有机小分子材料取代PTAA，在提升光电转化效率的同时提高相应器件的稳定性。

技术领域

本发明属于太阳能光伏器件技术领域，具体涉及到一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

近年来，有机-无机钙钛矿太阳能电池(PSCs)发展迅速，在十年左右的时间里，科学家们对钙钛矿太阳能电池进行了不断深入的探索研究，目前该类型电池效率已超过25％(H.Min,T.J.Shin,S.Seok et al.Perovskite solar cells with atomically coherentinterlayers on SnO₂ electrodes,Nature,2021,598,444-450)。在PSCs中，空穴传输材料(HTM)起到从钙钛矿活性层到对电极提取和传输空穴的关键作用。其中，聚合物PTAA(聚[双(4-苯)(2,4,6-三甲基苯)胺)是目前p-i-n平面结构PSCs中已实现商业化的标准空穴传输材料，基于其的PSCs的最高效率可以达到22％，但是得到高效率往往需要对PTAA进行表面浸润处理或者添加掺杂剂来提升其空穴提取传输效率。而添加剂的存在会大大影响器件的稳定性，不利于钙钛矿太阳能电池的商业化发展。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

本发明的其中一个目的是提供一种钙钛矿太阳能电池，提供了一种不需要添加剂以及表面处理工艺的有机小分子材料取代PTAA，在提升光电转化效率的同时提高相应器件的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池具有空穴传输层，所述空穴传输层的材料为以双甲硫基-二苯胺或三苯胺为端基，烷氧基或噻吩基取代的苯并二噻吩为中心单元的有机分子材料。

作为本发明钙钛矿太阳能电池的一种优选方案，其中：所述空穴传输层的材料包括式Ⅰ或式Ⅱ所示的有机分子材料中的一种；

作为本发明钙钛矿太阳能电池的一种优选方案，其中：所述空穴传输层的材料为式Ⅰ所示的有机分子材料，所述空穴传输层的厚度为8～15nm；

所述空穴传输层的材料为式Ⅱ所示的有机分子材料，所述空穴传输层的厚度为5～8nm。

作为本发明钙钛矿太阳能电池的一种优选方案，其中：所述钙钛矿太阳能电池以CH₃NH₃PbI_3-xCl_x为钙钛矿活性层。

作为本发明钙钛矿太阳能电池的一种优选方案，其中：所述钙钛矿太阳能电池还包括导电玻璃基底，所述空穴传输层位于所述导电玻璃基底表面，所述钙钛矿活性层位于所述空穴传输层表面，所述钙钛矿活性层上还依次设有电子传输层、阻挡层和Ag电极。

本发明的另一个目的是提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括，

提供空穴传输层的材料；

在基底电极上旋涂空穴传输层的材料并退火处理。

作为本发明钙钛矿太阳能电池的制备方法的一种优选方案，其中：所述旋涂空穴传输层的材料，旋涂溶解于有机溶剂中浓度为5～15mg/mL的式Ⅰ所示的有机分子材料；或旋涂溶解于有机溶剂中浓度为3～10mg/mL的式Ⅱ所示的有机分子材料。