[发明专利]太阳能电池的制备方法及太阳能电池

说明书

本发明提供了一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池。该制备方法包括：提供衬底，衬底具有第一表面；在第一表面上形成空穴传输层；将溶解至醇类有机混合溶剂中的N型有机半导体材料的前驱体溶液涂覆在活性层远离空穴传输层的一侧，形成阴极界面层，其中，醇类有机混合溶剂包括多种醇类有机物，至少一种醇类有机物具有卤素原子；在阴极界面层远离活性层的一侧形成阴极。通过上述方法形成的阴极界面层更加均匀且致密，改善了现有技术中阴极界面层的质量较差，薄膜产生孔洞的可能性较大的问题，使得具有该阴极界面层的太阳能电池的效率和稳定性得到大幅度提升，有利于太阳能电池大规模的商业化。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池。

背景技术

作为第三代太阳能电池技术，有机和钙钛矿太阳能电池因其质量轻，半透明，可溶液加工的独特优势，已经引起了越来越广泛的关注。其中，阴极界面层作为钙钛矿和有机太阳能电池中的重要组成部分，对电子的高效传输和提取来说至关重要，且阴极界面层大多数是由苝酰亚胺(PDI)类N型小分子材料所构成，且阴极界面层通常采用溶液加工的方式进行，其中，部分常用的苝酰亚胺(PDI)类N型小分子材料包括3,3'-(1,3,6,8-四氧代-1,3,6,8-四氢苯并[lmn][3,8]菲咯啉-2,7-二基)双(N,N-二甲基丙烷-1-胺氧化物)(NDIO)、2,7-双(3-(二甲氨基丙基)苯并[lmn][3,8]菲咯林-1,3,6,8(2H,7H)-四酮(NDI-N)、3,3'-(1,3,6,8-四氧代-1,3,6,8-四氢苯并[lmn][3,8]菲咯啉-2,7-二基)双(N,N-二甲基丙烷-1-胺溴化物)(NDI-Br)、(2,9-双(3-(二甲基氨基)丙基)炭疽[2,1,9-def：6,5,10-d'e'f']二异喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮)(PDIN)、3,3'-(1,3,8,10-四蒽酮并[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']二异喹啉-2,9(1H,3H,8H,10H)-二基)双(N,N-二甲基丙烷-1-氧化胺)(PDINO)、2,9-双(3-((3-(二甲基氨基)丙基)氨基)丙基)-3,3'-(1,3,8,10-四蒽酮并[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']二异喹啉(PDINN)，且上述NDIO、NDI-N、NDI-Br、PDIN、PDINO、PDINN结构式如图5所示。

目前在制备形成阴极界面层的溶液过程中，通常采用单一溶剂溶解苝酰亚胺(PDI)类N型小分子材料，但因苝酰亚胺(PDI)类N型小分子材料本身的结晶性较强，极易导致溶质析出，溶液变性，且具有其较大的稠环平面，易产生自聚集，出现成膜孔洞现象因此，会导致制备出的阴极界面层质量较差，产生孔洞，从而具有该阴极界面层的有机和钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性急剧下降，不利于大规模、产业化应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池，以解决现有技术中阴极界面层质量较差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能电池的制备方法，包括：提供衬底，上述衬底具有第一表面；在上述第一表面上形成空穴传输层；将溶解至醇类有机混合溶剂中的N型有机半导体材料的前驱体溶液涂覆在上述活性层远离上述空穴传输层的一侧，形成阴极界面层，其中，上述醇类有机混合溶剂包括多种醇类有机物，至少一种上述醇类有机物具有卤素原子；在上述阴极界面层远离上述活性层的一侧形成阴极。

进一步地，形成上述前驱体溶液的步骤包括：将第一醇类有机溶剂和第二醇类有机溶剂混合，形成上述醇类有机混合溶剂，其中，上述第二醇类有机溶剂中包括至少一个上述卤素原子；将上述N型有机半导体材料溶解至上述醇类有机混合溶剂，形成上述前驱体溶液。

进一步地，上述第一醇类有机溶剂和上述第二醇类有机溶剂的混合体积比例为2:1～5:1。

进一步地，上述前驱体溶液的浓度为0.5～3.0mg/ml。