[发明专利]钙钛矿太阳能电池及其制备方法以及用电设备

说明书

本申请公开了一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法以及用电设备，钙钛矿太阳能电池包括：阻隔层，阻隔层设在空穴传输层远离衬底的一侧，阻隔层的材料包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、[2‑(9H‑咔唑‑9‑基)乙基]膦酸、[2‑(3,6‑二甲氧基‑9H‑咔唑‑9‑基)乙基]膦酸、[2‑(3,6‑二苯基‑9H‑咔唑‑9‑基)乙基]膦酸、[4‑(9H‑咔唑‑9‑基)丁基]膦酸、[4‑(3,6‑二甲氧基‑9H‑咔唑‑9‑基)丁基]膦酸、[4‑(3,6‑二甲基‑9H‑咔唑‑9‑基)丁基]膦酸、2‑(3,4‑二羟基苯基)乙胺、丙烷磺酸吡啶盐、4‑（二苯基氨基）丁酸、1,3,5‑三(4‑羧基苯基)苯、对甲苯磺酰肼、对氰基苯甲酸或苝中的至少一种。

技术领域

本申请涉及电池领域，具体地，涉及钙钛矿太阳能电池及其制备方法以及用电设备。

背景技术

钙钛矿太阳能电池由于具有可调的带隙、较高的光吸收系数、较长的载流子寿命及扩散长度、较高的缺陷容忍度、低成本的低温液相制备方法等优异的光电特性而受到广泛的关注。在短短的十余年内，钙钛矿太阳能电池的效率从3.8%提升至25%以上，显示出巨大的潜力。但是，钙钛矿太阳能电池的空穴传输层分布有高价阳离子，高价态的阳离子会导致钙钛矿层的降解，降低钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。

发明内容

鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供一种钙钛矿太阳能电池，能够降低空穴传输层与钙钛矿层直接接触的概率，提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。

本申请的第一方面提供一种钙钛矿太阳能电池，包括：衬底；空穴传输层，所述空穴传输层设在所述衬底的一侧；阻隔层，所述阻隔层设在所述空穴传输层远离所述衬底的一侧，所述阻隔层的材料包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、2-(3,4-二羟基苯基)乙胺、丙烷磺酸吡啶盐、4-（二苯基氨基）丁酸、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯、对甲苯磺酰肼、对氰基苯甲酸或苝中的至少一种；钙钛矿层，所述钙钛矿层设在所述阻隔层远离所述空穴传输层的一侧；电极层，所述电极层设在所述钙钛矿层背离所述阻隔层的一侧。

本申请提出的钙钛矿太阳能电池，在空穴传输层和钙钛矿层之间设有阻隔层，通过使阻隔层包括上述材料，降低钙钛矿层的材料与空穴传输层靠近钙钛矿层的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，降低钙钛矿层降解的风险，提高钙钛矿层的长期稳定性，提高钙钛矿太阳能电池的寿命，同时，阻隔层的材料还可提高对空穴的传输能力，以提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。

根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的材料还包括：聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物或聚吡咯及其衍生物中的至少一种。由此，提高阻隔层对空穴的传输能力，提高钙钛矿太阳能电池的能量转换率。

根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的材料包括聚噻吩及其衍生物，所述聚噻吩及其衍生物包括聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚3-己基噻吩、聚(3-辛基噻吩-2,5-二基)、聚并二噻吩吡咯并吡咯二酮-噻吩或聚噻吩-吡咯并吡咯二酮中的至少一种。

根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的材料包括聚苯胺及其衍生物，所述聚苯胺及其衍生物包括聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺。

根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的材料包括聚吡咯及其衍生物，所述聚吡咯及其衍生物包括巯基-聚吡咯。

由此，当阻隔层的材料包括上述材料时，可降低钙钛矿层的材料与空穴传输层靠近钙钛矿层的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，同时提高阻隔层对空穴的传输能力，提高钙钛矿太阳能电池的能量转换率。