[发明专利]一种非富勒烯钙钛矿平面异质结太阳能电池及制备方法

摘要

本发明提供一种非富勒烯钙钛矿平面异质结太阳能电池及制备方法，属于新型薄膜太阳能电池领域。该发明电池采用透明导电材料为阳极，银作为阴极，采用光电性能优异的IT基非富勒烯材料为电子传输层材料，以低温金属乙酰丙酮金属螯合物为阴极界面修饰层，采用的器件结构为典型的钙钛矿太阳能电池倒置结构；本发明中电子传输层相比传统的富勒烯电子传输层具有独到的优势，能显著增加光的吸收率，提升电子的提取效率以及更小的回滞因子；整体器件制备温度可以控制在100度以内，其效率可以媲美传统的富勒烯钙钛矿太阳能电池，并且制作方法简单、成本低廉、效果明显，能广泛适用于很多不同类型的平面异质结钙钛矿太阳能电池之中，可以大规模生产应用。

主权项

1.一种非富勒烯钙钛矿平面异质结太阳能电池，采用倒置结构，从下至上依次为透明电极、空穴传输层、钙钛矿活性层、IT基非富勒烯电子传输层、乙烯丙酮类金属螯合物阴极界面层、顶电极；所述透明电极包含氟掺杂的氧化锡、铟掺杂的氧化锡、聚乙撑二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐、石墨烯、碳纳米管层、银纳米线、铜纳米线中的一种或两种以上材料；空穴传输层包括聚[双(4‑苯基)(2，4，6‑三甲基苯基)胺]，氧化钼，氧化石墨烯，氧化镍，氧化钨，氧化钒，氧化银的一种或两种以上材料；钙钛矿活性层为钙钛矿型金属卤化物：甲胺碘化铅；甲胺氯碘铅((MAPbI₃Cl_3‑x)；0<x<3)；铯掺杂甲醚胺碘化铅(FA_xCs_1‑xPbI₃；0<x<1)；甲醚胺碘化铅；甲醚胺甲胺铅碘溴共混钙钛矿(FA_xMA_1‑xPbI₃Br_3‑y；0<x<1，0<y<3)以及铯掺杂甲醚胺甲胺铅碘溴共混钙钛矿(Cs_x(MA_yFA_1‑y)_1‑xPb(I_zBr_1‑z)₃；0<x<1，0<y<1，0<z<1)；所述的IT类非富勒烯电子传输层为3,9‑双(2‑亚甲基‑(3‑(1,1‑二氰基亚)茚满酮)‑5,5,11,11‑四(4‑己基苯基)‑二噻吩并[2,3‑d：2'，3'‑d']‑s‑indaceno[1,2‑b：5,6‑b']二噻吩；(3‑(1,1‑二氰基甲基)‑1‑甲基‑茚满酮)‑5,5,11,11‑四(4‑己基苯基)‑二噻吩并[2,3‑d：20,30‑D0]‑s苯并二茚并[1,2‑B：5,6‑B0]二噻吩；3,9‑双(2‑亚甲基‑(3‑(1,1‑二氰基亚)茚满酮))‑5,5,11,11‑四(5‑hexylthienyl)‑二噻吩并[2,3‑d：2'，3'‑d']‑sindaceno[1,2‑b：5,6‑b']二噻吩，形成的IT类非富勒烯电子传输层厚度为1纳米到80纳米；所述的阴极界面层为乙酰丙酮金属螯合物，具体包括乙酰丙酮钌，乙酰丙酮钛，乙酰丙酮锆，退火温度为室温下‑100℃，时间为10‑60分钟；所述顶电极为银、铝薄膜。