一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法与流程

背景技术：

1、在众多新兴能源中，太阳能作为一种无限且广泛分布的自然资源，其独特优势使之在全球能源格局转型的过程中日渐凸显核心地位。太阳能电池中的钙钛矿太阳能电池凭借其惊人的效率增长速率、显著的成本优势及易于规模化生产的特质，被广泛引用。

2、然而，钙钛矿太阳能电池中容易出现碘离子迁移，碘离子的迁移会导致钙钛矿器件的分解以及电极的腐蚀，导致钙钛矿太阳能电池的稳定性差。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的不足，本申请的目的在于提供一种钙钛矿太阳能电池，有效抑制碘离子的迁移问题，提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。

2、为实现上述目的，一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括从下到上依次设置的衬底、透明导电阴极、空穴传输层、钙钛矿活性层、电子传输层和金属阳极，所述钙钛矿活性层与所述透明导电阴极之间设置有离子阻挡层，所述离子阻挡层包括介电聚合物2-乙烯基萘和聚n-乙基苯胺中的一种或者组合。

3、进一步的，所述离子阻挡层位于空穴传输层和所述钙钛矿活性层之间。

4、进一步的，所述离子阻挡层与所述空穴传输层混合为一层。

5、进一步的，所述离子阻挡层厚度为1~20nm。

6、为实现上述目的，本申请还提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括：

7、清洗由衬底和透明导电阴极组成的基板，并干燥；

8、在所述基板上表面制备空穴传输层；

9、在所述基板上表面制备钙钛矿活性层；

10、在所述基板上表面制备电子传输层；

11、在所述基板上表面制备金属阳极；

12、其中，在制备所述钙钛矿活性层之前，还采用包括介电聚合物2-乙烯基萘和聚n-乙基苯胺中的一种或者组合的溶液在所述基板上表面制备离子阻挡层。

13、进一步的，在制备空穴传输层后，采用包括介电聚合物2-乙烯基萘和聚n-乙基苯胺中的一种或者组合的溶液在所述基板上表面制备离子阻挡层。

14、进一步的，在制备空穴传输层时，混合包括介电聚合物2-乙烯基萘和聚n-乙基苯胺中的一种或者组合的溶液，制备形成空穴传输层和离子阻挡层的混合层。

15、进一步的，所述溶液中介电聚合物2-乙烯基萘和/或聚n-乙基苯胺的浓度为5~20mg/ml，所述离子阻挡层的厚度为1~20nm。

16、进一步的，还包括：

17、对所述离子阻挡层进行热退火，热退火温度60~100℃。

18、为实现上述目的，本申请还提供一种钙钛矿太阳能电池，采用如上所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法制备而成。

19、本申请的一种钙钛矿太阳能电池，通过设置离子阻挡层，有效抑制了钙钛矿中卤族元素的迁移，从根本上减少了钙钛矿结构分解的风险，显著增强了器件的整体稳定性。

20、本申请的一种钙钛矿太阳能电池，可以隔绝有机传输层与卤族元素间的直接接触，避免了二者间可能发生的不良反应，进而大幅提升了有机传输层的稳定性。

21、本申请的一种钙钛矿太阳能电池，可以有效抑制卤族元素对金属电极的侵蚀作用，提高了金属电极的抗氧化能力，确保了其在长期运行条件下的可靠性。

22、本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。

技术特征：

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括从下到上依次设置的衬底、透明导电阴极、空穴传输层、钙钛矿活性层、电子传输层和金属阳极，所述钙钛矿活性层与所述透明导电阴极之间设置有离子阻挡层，所述离子阻挡层包括介电聚合物2-乙烯基萘和聚n-乙基苯胺中的一种或者组合。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述离子阻挡层位于空穴传输层和所述钙钛矿活性层之间。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述离子阻挡层与所述空穴传输层混合为一层。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述离子阻挡层厚度为1~20nm。

5.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在制备空穴传输层后，采用包括介电聚合物2-乙烯基萘和聚n-乙基苯胺中的一种或者组合的溶液在所述基板上表面制备离子阻挡层。

7.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在制备空穴传输层时，混合包括介电聚合物2-乙烯基萘和聚n-乙基苯胺中的一种或者组合的溶液，制备形成空穴传输层和离子阻挡层的混合层。

8.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述溶液中介电聚合物2-乙烯基萘和/或聚n-乙基苯胺的浓度为5~20mg/ml，所述离子阻挡层的厚度为1~20nm。

9.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，还包括：

10.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，采用权利要求5-9任一项所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法制备而成。

技术总结本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。所述钙钛矿太阳能电池，包括从下到上依次设置的衬底、透明导电阴极、空穴传输层、钙钛矿活性层、电子传输层和金属阳极，所述钙钛矿活性层与所述透明导电阴极之间设置有离子阻挡层，所述离子阻挡层包括介电聚合物2‑乙烯基萘和聚N‑乙基苯胺中的一种或者组合。本申请的钙钛矿太阳能电池，通过设置离子阻挡层，有效抑制了钙钛矿中卤族元素的迁移，减少了钙钛矿结构分解的风险，增强了器件的整体稳定性。技术研发人员：史亦沣,周思含,刘兴廷,朱颖晖,王徐亮,祝晓钊受保护的技术使用者：江苏集萃有机光电技术研究所有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/23