钙钛矿太阳能电池及其制造方法

本发明的至少一种实施例涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制造方法。

背景技术：

1、钙钛矿太阳能电池在太阳能电池领域取得了迅速的发展，其具有正式（n-i-p，导电玻璃-电子传输层-钙钛矿活性层-空穴传输层-电极）和反式（p-i-n，导电玻璃-空穴传输层-钙钛矿活性层-电子传输层-电极）两种结构。近年来，反式结构（p-i-n）由于稳定性高、制备成本低等优势获得了越来越多的关注。

2、在主流的反式结构中，主要采用有机材料pedot:pss（聚苯乙烯磺酸盐）或niox（氧化镍）来作为底部的空穴传输层。然而其中pedot:pss具有较强的吸水性，niox容易与接触的钙钛矿活性层发生氧化还原反应，导致采用这两种材料作为空穴传输层会影响钙钛矿太阳能电池的转换效率与稳定性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种钙钛矿太阳能电池及其制造方法，以提高器件的稳定性和转换效率。

2、作为本发明的一个方面，本发明提供一种钙钛矿太阳能电池，包括：钙钛矿活性层，钙钛矿活性层响应于太阳光而产生电子-空穴对；空穴传输层，形成在钙钛矿活性层的一侧，太阳光自空穴传输层一侧入射至钙钛矿活性层，空穴传输层采用锡氧化物制成，空穴传输层适用于传输空穴；以及电子传输层，形成在钙钛矿活性层的背离空穴传输层一侧，电子传输层适用于传输电子。

3、作为本发明的另一个方面，本发明提供一种钙钛矿太阳能电池的制造方法，包括：在形成在衬底上的底电极上形成锡氧化物，以在底电极上形成空穴传输层；在空穴传输层上形成钙钛矿活性层；以及在钙钛矿活性层上依次形成电子传输层和顶电极。

4、根据本发明上述实施例提供的钙钛矿太阳能电池，由于锡氧化物具有良好的稳定性，不会与钙钛矿薄膜发生反应，可以实现理想的空穴传输层/钙钛矿薄膜界面，通过采用锡氧化物制作空穴传输层，有利于提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。

5、根据本发明上述实施例提供的钙钛矿太阳能电池的制造方法，通过沉积锡氧化物作为空穴传输层，通过控制制备条件以优化锡氧化物晶体质量及锡氧比例，使锡氧化物具有优良的导电能力，并且使其能带与钙钛矿活性层的能带匹配，从而提高钙钛矿太阳能电池的空穴的提取以及传输效率，实现具有高转换效率的钙钛矿太阳能电池。

技术特征：

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，锡氧化物中的锡元素和氧元素的比例为（0.5~1.5）:1。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层（3）的厚度为1nm~150nm。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿活性层（4）包括有机钙钛矿、无机钙钛矿、锡基钙钛矿、铅基钙钛矿和锡铅基钙钛矿中的一种。

5.一种钙钛矿太阳能电池的制造方法，适用于制造如权利要求1~4中任一项所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在底电极（2）上形成锡氧化物包括：

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，采用磁控溅射法在底电极（2）上沉积锡氧化物包括：

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在底电极（2）上沉积锡氧化物之后，进行退火处理；

9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，在底电极（2）上沉积锡金属薄膜，对锡金属薄膜在含氧氛围内进行热退火包括：

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，热蒸发锡粉的蒸发速率为0.01å/s~1.00å/s。

技术总结本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池及其制造方法，涉及太阳能电池技术领域，用于增强空穴传输层的稳定性和空穴传输能力。所述的钙钛矿太阳能电池包括：钙钛矿活性层、空穴传输层和电子传输层。上述空穴传输层形成在钙钛矿活性层的一侧，电子传输层形成在钙钛矿活性层背离空穴传输层的一侧。空穴传输层的材料为锡氧化物。本发明提供的钙钛矿太阳能电池实现了电池效率和稳定性的提高。技术研发人员：胡芹,马晓兰,史焱,徐凡受保护的技术使用者：中国科学技术大学技术研发日：技术公布日：2024/9/26