[发明专利]基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明属于光伏太阳能电池技术领域，提供一种基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。钙钛矿太阳能电池基本结构包括透明电极、电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层、对电极。二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes可以透明电极、空穴传输层、对电极的任意一层；或同时替代透明电极、空穴传输层、对电极的任意两层；也或作为掺杂材料掺杂到钙钛矿吸收层、空穴传输层的材料中；或作为导电性材料涂覆于透明电极表面，增加透明电极的导电性；其它材料与常规钙钛矿太阳能电池材料相同。利用二维过渡金属碳化物或氮化物导电性良好的性质，可以增强透明电极的导电性；增加钙钛矿太阳能电池的稳定性及提高电池的效率。

主权项

1.一种基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的钙钛矿太阳能电池基本结构包括透明电极、电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层、对电极；采用去除金属连接层的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes替代钙钛矿太阳能电池中的结构或材料，其它结构或材料与常规钙钛矿太阳能电池材料相同；所述常规钙钛矿太阳能电池的结构包括透明电极、电子传输层材料、钙钛矿吸光层、空穴传输层材料和对电极；所述常规钙钛矿太阳能电池的材料为：透明电极为FTO或ITO，电子传输层材料为TiO₂、SnO₂、ZnO、WO_x、CeO_x、Nb₂O₅、In₂O₃、CdS、Bi₂S₃、CdS量子点或C60，钙钛矿吸光层的主体结构为FAMAPbI₃、MAPbI₃、BaSnO₃、掺杂Cs离子或掺杂Br离子，空穴传输层材料为PEDOT、PSS、Spiro或EH44，对电极为Au、Ag、Cu、Al、IZO或C；所述的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes的化学通式用M_n+1X_nT_z表示，其中，M包括过渡族金属，包括Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Sc；X指C或N；n值为1‑3；T_z指表面基团，包括O、OH、F、NH₃、NH₄。