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一种钙钛矿太阳能电池及其制作方法

文献发布时间:2023-06-19 16:12:48



技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域,具体地讲,涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制作方法。

背景技术

随着人类社会的不断发展,能源的需求量迅速增加,支撑着现代社会的主要传统能源,例如煤炭、石油、天然气等已日益枯竭。因此,通过研究和开发利用可再生能源以减少或代替部分传统能源的使用,已成为全球的热点议题。其中,太阳能作为一种可再生的清洁能源,具有廉价、无污染、应用广泛,并且取之不尽、用之不竭等特点,成为21世纪以来能源开发的重点。通过利用半导体材料的光生伏特效应把光能转换成电能,是太阳能在能源领域最广泛的应用形式,其相关产业也已经从实验室成功走向了市场并且获得了蓬勃发展。

自从2009年钙钛矿太阳能电池问世以来,钙钛矿太阳能电池便受到了广泛的关注,其光电转换效率已经由最初的3.8%发展到了25.5%。其中,3D钙钛矿薄膜具有吸光效率高、可通过掺杂调整带隙以吸收不同的波长、载流子寿命长、扩散长度大等优势,对于钙钛矿电池的效率的快速提升功不可没。但是,3D钙钛矿薄膜对制备工艺的要求较高,尤其是对空气中的水、氧气、光照等较为敏感,导致其可重复性较差,此外,现阶段的3D钙钛矿薄膜多用溶液旋涂法进行制备,在成膜过程中容易产生针孔、晶界等缺陷,且3D钙钛矿薄膜在空气中遇湿很容易分解。

如今,有研究者将研究目标对准了2D钙钛矿薄膜,2D钙钛矿薄膜的有机胺层与无机层之间以及有机胺层之间存在有范德华力,使得其结构不易被破坏,并且部分有机胺本身就具有疏水性,从而为提高钙钛矿电池的稳定性带来了可能性。因此,近年来,研究者们通过构筑2D/3D钙钛矿异质结构,对二者的优势进行了有效的结合,从而改善了3D钙钛矿薄膜的缺陷和界面特性,有利于提高钙钛矿电池的稳定性和效率。

然而,目前主要通过溶液法形成2D/3D钙钛矿异质结薄膜,即通过在3D钙钛矿前驱体溶液中加入有机阳离子或者对3D钙钛矿薄膜进行表面处理后得到,因而,在制备的过程中不可避免地要加入溶剂,导致其存在以下问题:一方面,在制备溶剂的过程中要考虑诸多因素,如溶剂的选择、溶解度、对钙钛矿及传输层的侵蚀等,具有诸多困难以及不确定性;另一方面,溶液的制备不利于进行商业化和大规模应用。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种钙钛矿太阳能电池及其制作方法。

根据本发明的实施例的一方面提供的一种钙钛矿太阳能电池的制作方法,其包括:在透明衬底上形成阴极;在所述阴极上形成电子传输层;在所述电子传输层上形成三维钙钛矿光吸收层;利用真空镀膜法在所述三维钙钛矿光吸收层上形成二维钙钛矿光吸收层;其中,所述二维钙钛矿光吸收层的材料为(COOH(CH

进一步地,所述利用真空镀膜法在所述三维钙钛矿光吸收层上形成二维钙钛矿光吸收层的方法具体包括:通入氮气对所述三维钙钛矿光吸收层进行吹气清洁;在第一电流和第一温度条件下,以第一速率进行第一次蒸镀,以在所述三维钙钛矿光吸收层的表面种下二维钙钛矿籽晶;在第二电流和第二温度条件下,以第二速率进行第二次蒸镀,以在所述三维钙钛矿光吸收层的表面上形成所述二维钙钛矿光吸收层。

进一步地,所述第一电流为10A~11A,所述第一温度为140℃~150℃,所述第一速率为

进一步地,所述二维钙钛矿籽晶的厚度为0.1nm~0.2nm;所述二维钙钛矿光吸收层的厚度为1nm~10nm。

进一步地,所述在所述电子传输层上形成三维钙钛矿光吸收层的方法具体包括:以转速为3500r/min、旋转加速度为3000r/min、旋转时间为15s~50s的旋涂方式将配置好的所述三维钙钛矿光吸收层的前驱体溶液旋涂在所述电子传输层的背向所述阴极的表面上;以100℃~450℃的退火温度、10min~30min的退火时间对旋涂的所述前驱体溶液进行退火,以结晶形成厚度为180nm~310nm的所述三维钙钛矿光吸收层;

其中,所述三维钙钛矿光吸收层的材料包括MAPbI

进一步地,所述在透明衬底上形成阴极的方法具体包括:在所述透明衬底上均匀涂上透明导电氧化物材料,以形成所述阴极;其中,所述透明导电氧化物材料为铟锡氧化物。

进一步地,所述在所述阴极上形成电子传输层的方法具体包括:将配置好的所述电子传输层的前驱体溶液旋涂在所述阴极的背向所述透明衬底的表面上;以100℃~450℃的退火温度、10min~30min的退火时间进行退火以结晶形成所述电子传输层;其中,所述电子传输层的材料包括TiO

进一步地,所述在所述二维钙钛矿光吸收层上形成空穴传输层的方法具体包括:将配置好的所述空穴传输层的前驱体溶液旋涂在所述二维钙钛矿光吸收层的背向所述三维钙钛矿光吸收层的表面上,以形成所述空穴传输层;其中,所述空穴传输层的材料包括Spiro-OMeTAD、PEDOT:PSS、NiO

进一步地,所述在所述空穴传输层上形成阳极的方法具体包括:通过真空蒸镀仪在所述空穴传输层的背向所述二维钙钛矿光吸收层的表面上形成所述阳极;

其中,所述阳极的厚度为100nm,所述阳极的电极材料包括Ag、Au和Al中的任意一种。

根据本发明的实施例的另一方面提供的一种钙钛矿太阳能电池,其由上述的制作方法制作而成。

有益效果:本发明的钙钛矿太阳能电池及其制作方法,该钙钛矿太阳能电池为基于二维/三维钙钛矿异质结构的钙钛矿太阳能电池,该制作方法采用真空蒸镀法代替溶液法,将二维钙钛矿材料沉积到三维钙钛矿材料上,构建二维/三维钙钛矿异质结构,解决了溶液法由于加入了溶剂所引起的不方便以及不确定性,还有利于改善三维钙钛矿薄膜的质量、光电性质、稳定性和界面特性,进而有利于提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率。此外,所述制作方法简单便捷,适合于进行商业化以及大规模应用。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述,本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚,附图中:

图1是根据本发明实施例的钙钛矿太阳能电池的制作方法的流程图;

图2是根据本发明实施例的钙钛矿太阳能电池的结构图。

具体实施方式

以下,将参照附图来详细描述本发明的具体实施例。然而,可以以许多不同的形式来实施本发明,并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反,提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用,从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

如本文中使用的,术语“包括”及其变型表示开放的术语,含义是“包括但不限于”。术语“基于”、“根据”等表示“至少部分地基于”、“至少部分地根据”。术语“一个实施例”和“一实施例”表示“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”表示“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象。下面可以包括其他的定义,无论是明确的还是隐含的。除非上下文中明确地指明,否则一个术语的定义在整个说明书中是一致的。

如背景技术中所述,由于现有技术中钙钛矿太阳能电池的二维/三维钙钛矿异质结构主要通过溶液法进行制备,在制备的过程中不可避免地要加入溶剂,导致其存在以下问题:一方面,在制备溶剂的过程中的选择要考虑诸多因素,具有太多的不方便以及不确定性;另一方面,溶液的制备不利于进行商业化和大规模应用。因此,为了解决现有技术中所述有关钙钛矿太阳能电池存在的诸多技术问题,根据本发明的实施例提供了一种钙钛矿太阳能电池及其制作方法。

所述制作方法采用真空蒸镀法代替溶液法,将二维钙钛矿材料沉积到三维钙钛矿材料上构建二维/三维钙钛矿异质结构,以获得基于二维/三维钙钛矿异质结构的钙钛矿太阳能电池,解决了溶液法由于需要加入溶剂而引起的不方便以及不确定性,还有利于改善三维钙钛矿薄膜的质量、光电性质、稳定性和界面特性,进而有利于提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率。

以下将结合附图来详细描述根据本发明的实施例的钙钛矿太阳能电池及其制作方法,图1是根据本发明的实施例的钙钛矿太阳能电池的制作方法的流程图。

参考图1,在步骤S110中,在透明衬底10上形成阴极20。

具体地,在所述透明衬底10的第一表面上均匀涂上透明导电氧化物材料,以形成所述阴极20;其中,所述透明衬底10的第一表面和第二表面为所述透明衬底10彼此相对且完全相同的两面。

在一个示例中,所述透明衬底10的材料为玻璃或石英,以使入射光能够进入到钙钛矿太阳能电池之内。

在一个示例中,所述透明导电氧化物材料为铟锡氧化物(ITO),所述阴极20用于收集电池的钙钛矿光吸收层激发出的电子。

在步骤S120中,在所述阴极20上形成电子传输层30。

具体地,利用甩胶机,以转速为3000r/min~3500r/min、旋转时间为30s的旋涂方式将配置好的所述电子传输层30的前驱体溶液旋涂在所述阴极20的背向所述透明衬底10的表面上;然后利用加热台,以100℃~450℃的退火温度、10min~30min的退火时间进行退火以结晶形成厚度为90nm~100nm的电子传输层30。

在一个示例中,所述电子传输层30的材料包括金属氧化物TiO

在本实施例中,在透明衬底10上形成阴极20之后,且在所述阴极20上形成电子传输层30之前,所述制作方法还包括:对所述透明衬底10进行预处理,具体包括:

首先,利用由去离子水以及少量碱性清洗液(迪康Decon-90)组成的水溶液对所述透明衬底10进行超声清洗15min;

接着,依次使用去离子水和丙酮组成的水溶液、去离子水和酒精组成的水溶液、去离子水对所述透明衬底10各进行超声清洗15min,清洗干净后利用氮气枪吹干;

最后,对所述透明衬底10进行紫外臭氧处理(UV-Ozone)15min。

在步骤S130中,在所述电子传输层30上形成三维钙钛矿光吸收层40,具体包括:

首先,在充满氮气的手套箱中,利用甩胶机,以转速为3500r/min、旋转加速度为3000r/min、旋转时间为15s~50s的旋涂方式将配置好的所述三维钙钛矿光吸收层40的前驱体溶液旋涂在所述电子传输层30的背向所述阴极20的表面上;其中,当进行旋涂的时间为45s时,滴入350uL的甲苯溶液以改善所述三维钙钛矿光吸收层40的前驱体溶液的成膜过程。

然后利用加热台,以100℃~450℃的退火温度、10min~30min的退火时间对旋涂的所述前驱体溶液进行退火,以结晶形成厚度为180nm~310nm的所述三维钙钛矿光吸收层40。

在一个示例中,所述三维钙钛矿光吸收层40的材料包括MAPbI

在本实施例中,所述三维钙钛矿光吸收层40可以吸收入射光,将光能转化为电能。

在步骤S140中,利用真空镀膜法在所述三维钙钛矿光吸收层40上形成二维钙钛矿光吸收层50;其中,所述二维钙钛矿光吸收层的材料为((COOH(CH

具体地,所述步骤S140,包括:

第一步,通入氮气对所述三维钙钛矿光吸收层40进行吹气清洁:利用N

第二步、在第一电流和第一温度条件下,以第一速率进行第一次蒸镀,以在所述三维钙钛矿光吸收层40的表面种下二维钙钛矿籽晶,具体包括:

将所述进行吹气清洁处理后的三维钙钛矿吸收层40置于真空镀膜仪的上方处固定,并将要进行蒸镀的二维钙钛矿材料放置于陶瓷坩埚内,随后打开分子泵,抽真空,将真空度抽至5×10

然后,将所述第一电流控制为10A~11A,使用温度控制器检测控制所述第一温度为140℃~150℃,打开挡板,使用传感器检测蒸发速率,以第一速率为

第三步、在第二电流和第二温度条件下,以第二速率进行第二次蒸镀,以在所述三维钙钛矿光吸收层40的表面上形成所述二维钙钛矿光吸收层50,具体包括:

保持所述真空度,将电流升至第二电流12A~15A,温度控制器检测控制所述第二温度为165℃~210℃,以第二速率为

所述二维钙钛矿光吸收层50与所述三维钙钛矿光吸收层40形成二维/三维钙钛矿异质结构,有利于延长载流子寿命,抑制非辐射复合损失,从而提高电池的光电效率;此外,还有利于改善三维钙钛矿光吸收层40的薄膜质量,增强三维钙钛矿光吸收层40的疏水性,进而显著提升电池的环境稳定性和热稳定性。

在本实施例中,所述二维钙钛矿光吸收层50的材料为((COOH(CH

化合物((COOH(CH

在步骤S150中,在所述二维钙钛矿光吸收层50上形成空穴传输层60。

具体地,用先以转速为1000r/min、旋转时间为5s,再以转速为4000r/min、旋转时间为45s的旋涂方式,和/或以转速为4000r/min、旋转时间为45s的旋涂方式将配置好的所述空穴传输层60的前驱体溶液旋涂在所述二维钙钛矿光吸收层50的背向所述三维钙钛矿光吸收层40的表面上,以形成所述空穴传输层60。

在本实施例中,所述空穴传输层60的材料包括有机空穴传输材料Spiro-OMeTAD、PEDOT:PSS,和/或无机空穴传输材料NiO

在步骤S160中,在所述空穴传输层60上形成阳极70,以获得所述钙钛矿太阳能电池。

具体地,通过真空蒸镀仪在所述空穴传输层60的背向所述二维钙钛矿光吸收层50的表面上形成所述阳极70;其中,蒸镀的温度为室温,蒸镀的真空度为5×10

在本实施例中,所述阳极70的电极材料包括Ag或Au或Al,所述阳极70的厚度为100nm;所述阳极70用于收集空穴。

以下,以更具体的实施例对图1所示的制作方法进行详细说明。

实施例1

根据本发明的实施例1的钙钛矿太阳能电池的制作方法包括:

步骤一、在玻璃衬底上形成阴极,具体包括:

第一步、在玻璃衬底的第一表面上均匀涂上透明导电氧化物材料(ITO),以形成阴极;

第二步、对所述玻璃衬底进行预处理,具体地,首先,利用由去离子水以及少量碱性清洗液(迪康Decon-90)组成的水溶液对已形成所述阴极的所述玻璃衬底进行超声清洗15min;接着,依次使用去去离子水和丙酮组成的水溶液、去离子水和酒精组成的水溶液、去离子水对所述玻璃衬底各进行超声清洗15min,清洗干净后利用氮气枪吹干;最后,对所述玻璃衬底进行紫外臭氧处理(UV-Ozone)15min。

因此,上述步骤一实现了图1中步骤S110的方法。

步骤二、在所述玻璃衬底的透明导电氧化物层上形成SnO

第一步、制备SnO

第二步、利用甩胶机,以转速为3500r/min、旋转时间为30s的旋涂方式将配置好的所述SnO

第三步、利用加热台,以150℃的退火温度、30min的退火时间进行退火以结晶形成所述SnO

因此,上述步骤一实现了图1中步骤S120的方法。

步骤三、在所述SnO

第一步、制备MAPbI

第二步、在充满氮气的手套箱中,利用移液枪吸取75uL所述MAPbI

第三步、利用加热台,以100℃的退火温度、30min的退火时间进行退火以结晶形成所述MAPbI

因此,上述步骤三实现了图1中步骤S130的方法。

步骤四、利用真空镀膜法在所述MAPbI

第一步,利用N

第二步、将所述进行吹气清洁处理后的MAPbI

然后,将电流控制为10A,使用温度控制器检测控制所述温度为140℃,打开挡板,使用传感器检测蒸发速率,以

第三步、将电流升至12A,温度控制器检测控制温度为165℃,以

因此,上述步骤四实现了图1中步骤S140的方法。

步骤五、在所述二维钙钛矿光吸收层上形成Spiro-OMeTAD空穴传输层,具体包括:

第一步、制备Spiro-OMeTAD前驱体溶液:首先称取90mg的Spiro,在充满氮气的手套箱中将其溶解在1mL的氯苯中,接着置于磁力加热搅拌台上,在室温下将其搅拌至完全溶解,以获得浓度为90mg/mL的混合溶液;然后用移液枪在所述混合溶液中依次加入75uL的钴盐溶液、45uL的锂盐溶液以及10uL的TBP,并再次置于磁力加热搅拌台上,在常温下将其搅拌至完全溶解,以获得所述Spiro-OMeTAD前驱体溶液;

第二步、利用移液枪吸取75uL所述Spiro-OMeTAD前驱体溶液,然后利用甩胶机,用先以转速为1000r/min,旋转时间为5s,再以转速为4000r/min,,旋转时间为45s的旋涂方式将配置好的所述Spiro-OMeTAD前驱体溶液旋涂在所述二维钙钛矿光吸收层的背向所述MAPbI

因此,上述步骤五实现了图1中步骤S150的方法。

步骤六、在所述Spiro-OMeTAD空穴传输层上形成阳极,具体包括:通过真空蒸镀仪在所述Spiro-OMeTAD空穴传输层的背向所述二维钙钛矿光吸收层的表面上形成Ag电极,以作为阳极,获得所述钙钛矿太阳能电池;其中,蒸镀的温度为室温,蒸镀的真空度为5×10

因此,上述步骤六实现了图1中步骤S160的方法。

步骤七、电池测试与表征:将步骤六制作获得的所述钙钛矿太阳能电池在AM1.5G太阳光谱下进行光电响应测试。

上述制作方法制作获得的钙钛矿太阳能电池的有效面积为7mm

实施例2

根据本发明的实施例2的钙钛矿太阳能电池的制作方法包括:

步骤一、在玻璃衬底上形成阴极,具体包括:

第一步、在玻璃衬底的第一表面上均匀涂上透明导电氧化物材料(ITO),以形成阴极;

第二步、对所述玻璃衬底进行预处理,具体地,首先,利用由去离子水以及少量碱性清洗液(迪康Decon-90)组成的水溶液对已形成所述阴极的所述玻璃衬底进行超声清洗15min;接着,依次使用去去离子水和丙酮组成的水溶液、去离子水和酒精组成的水溶液、去离子水对所述玻璃衬底各进行超声清洗15min,清洗干净后利用氮气枪吹干;最后,对所述玻璃衬底进行紫外臭氧处理(UV-Ozone)15min。

因此,上述步骤一实现了图1中步骤S110的方法。

步骤二、在所述玻璃透明衬底的透明导电氧化物层上形成TiO

第一步、制备TiO

第二步、将步骤一制备完成的所述玻璃衬底置入所述TiO

第三步、利用加热台,以100℃的退火温度、30min的退火时间进行退火以结晶形成所述TiO

因此,上述步骤一实现了图1中步骤S120的方法。

步骤三、在所述TiO

第一步、制备MAPbI

第二步、在充满氮气的手套箱中,利用移液枪吸取75uL所述MAPbI

第三步、利用加热台,以120℃的退火温度、30min的退火时间进行退火以结晶形成所述MAPbI

因此,上述步骤三实现了图1中步骤S130的方法。

步骤四、利用真空镀膜法在所述MAPbI

第一步,利用N

第二步、将所述进行吹气清洁处理后的MAPbI

然后,将电流控制为11A,使用温度控制器检测控制所述温度为150℃,打开挡板,使用传感器检测蒸发速率,以

第三步、将电流升至15A,温度控制器检测控制温度为210℃,以

因此,上述步骤四实现了图1中步骤S140的方法。

步骤五、在所述二维钙钛矿光吸收层上形成NiO

第一步、制备NiO

第二步、利用移液枪吸取75uL所述NiO

因此,上述步骤五实现了图1中步骤S150的方法。

步骤六、在所述NiO

因此,上述步骤六实现了图1中步骤S160的方法。

步骤七、电池测试与表征:将步骤六制作获得的所述钙钛矿太阳能电池在AM1.5G太阳光谱下进行光电响应测试。

上述制作方法制作获得的钙钛矿太阳能电池的有效面积为7mm

实施例3

根据本发明的实施例3的钙钛矿太阳能电池的制作方法包括:

步骤一、在玻璃衬底上形成阴极,具体包括:

第一步、在玻璃衬底的第一表面上均匀涂上透明导电氧化物材料(ITO),以形成阴极;

第二步、对所述玻璃衬底进行预处理,具体地,首先,利用由去离子水以及少量碱性清洗液(迪康Decon-90)组成的水溶液对已形成所述阴极的所述玻璃衬底进行超声清洗15min;接着,依次使用去去离子水和丙酮组成的水溶液、去离子水和酒精组成的水溶液、去离子水对所述玻璃衬底各进行超声清洗15min,清洗干净后利用氮气枪吹干;最后,对所述玻璃衬底进行紫外臭氧处理(UV-Ozone)15min。

因此,上述步骤一实现了图1中步骤S110的方法。

步骤二、在所述玻璃衬底的透明导电氧化物层上形成SnO

第一步、制备SnO

第二步、利用甩胶机,以转速为3500r/min、旋转时间为30s的旋涂方式将配置好的所述SnO

第三步、利用加热台,以150℃的退火温度、30min的退火时间进行退火以结晶形成所述SnO

因此,上述步骤一实现了图1中步骤S120的方法。

步骤三、在所述SnO

第一步、制备MA

第二步、在充满氮气的手套箱中,利用移液枪吸取75uL所述MA

第三步、利用加热台,以120℃的退火温度、25min的退火时间进行退火以结晶形成所述MA

因此,上述步骤三实现了图1中步骤S130的方法。

步骤四、利用真空镀膜法在所述MA

第一步,利用N

第二步、将所述进行吹气清洁处理后的MAPbI

然后,将电流控制为11A,使用温度控制器检测控制所述温度为150℃,打开挡板,使用传感器检测蒸发速率,以

第三步、将电流升至15A,温度控制器检测控制温度为210℃,以

因此,上述步骤四实现了图1中步骤S140的方法。

步骤五、在所述二维钙钛矿光吸收层上形成Spiro-OMeTAD空穴传输层,具体包括:

第一步、制备Spiro-OMeTAD前驱体溶液:首先称取90mg的Spiro,在充满氮气的手套箱中将其溶解在1mL的氯苯中,接着置于磁力加热搅拌台上,在室温下将其搅拌至完全溶解,以获得浓度为90mg/mL的混合溶液;然后用移液枪在所述混合溶液中依次加入75uL的钴盐溶液、45uL的锂盐溶液以及10uL的TBP,并再次置于磁力加热搅拌台上,在常温下将其搅拌至完全溶解,以获得所述Spiro-OMeTAD前驱体溶液;

第二步、利用移液枪吸取75uL所述Spiro-OMeTAD前驱体溶液,然后利用甩胶机,用先以转速为1000r/min、旋转时间为5s,再以转速为4000r/min、旋转时间为45s的旋涂方式将配置好的所述Spiro-OMeTAD前驱体溶液旋涂在所述二维钙钛矿光吸收层的背向所述MA

因此,上述步骤五实现了图1中步骤S150的方法。

步骤六、在所述Spiro-OMeTAD空穴传输层上形成阳极,具体包括:通过真空蒸镀仪在所述Spiro-OMeTAD空穴传输层的背向所述二维钙钛矿光吸收层的表面上蒸镀形成Ag电极,以作为阳极,获得所述钙钛矿太阳能电池;其中,蒸镀的温度为室温,蒸镀的真空度为5×10

因此,上述步骤六实现了图1中步骤S160的方法。

步骤七、电池测试与表征:将步骤六制作获得的所述钙钛矿太阳能电池在AM1.5G太阳光谱下进行光电响应测试。

上述制作方法制作获得的钙钛矿太阳能电池的有效面积为7mm

根据本发明的实施例还提供了一种由上述的制作方法制作形成的钙钛矿太阳能电池。

图2是根据本发明的实施例的钙钛矿太阳能电池的结构示意图,图2所示的钙钛矿太阳能电池为基于二维/三维钙钛矿异质结构的钙钛矿太阳能电池,该钙钛矿太阳能电池利用上述的制作方法(即图1所示的制作方法)制备得到。参考图2,所述钙钛矿太阳能电池包括:透明衬底10、阴极20、电子传输层30、三维钙钛矿光吸收层40、二维钙钛矿光吸收层50、空穴传输层60和阳极70。

综上所述,根据本发明的实施例的钙钛矿太阳能电池及其制作方法,该制作方法采用真空蒸镀法代替溶液法,将二维钙钛矿材料沉积到三维钙钛矿材料上,构建二维/三维钙钛矿异质结构,解决了利用溶液法进行制备过程中由于溶剂所引起的不方便以及不确定性;所述二维钙钛矿材料具有良好的可见光吸收能力、疏水性以及热稳定性,从而有利于改善三维钙钛矿薄膜的质量、光电性质、稳定性和界面特性,进而有利于提高钙钛矿太阳能电池的环境稳定性、热稳定性以及电池效率。此外,本发明所提供的钙钛矿太阳能电池的制作方法简单便捷,适合于进行商业化以及大规模应用。

上述对本发明的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。

在整个本说明书中使用的术语“示例性”、“示例”等意味着“用作示例、实例或例示”,并不意味着比其它实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对所描述技术的理解的目的,具体实施方式包括具体细节。然而,可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中,为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解,公知的结构和装置以框图形式示出。

以上结合附图详细描述了本发明的实施例的可选实施方式,但是,本发明的实施例并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的实施例的技术构思范围内,可以对本发明的实施例的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的实施例的保护范围。

本说明书内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本说明书内容。对于本领域普通技术人员来说,对本说明书内容进行的各种修改是显而易见的,并且,也可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下,将本文所定义的一般性原理应用于其它变型。因此,本说明书内容并不限于本文所描述的示例和设计,而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

技术分类

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