[发明专利]光伏电池及其制备方法

说明书

本发明公开了光伏电池及其制备方法，包括ITO导电玻璃基底、紫外光屏蔽层、空穴传输层、钙钛矿光吸收层、电子传输层和反射电极组成；所述的紫外屏光蔽层由N个依次层叠的m‑MTDATA/F16CuPc异质结所组成。本发明能够显著提高钙钛矿光伏电池的工作寿命。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体为光伏电池及其制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池由于其成本低，性能好，制备简单收到科研以及产业界的高度重视。钙钛矿材料从2009年用于太阳能电池，到目前效率已经达到将近20％。钙钛矿太阳能电池是近几年来发展非常迅速的低成本薄膜太阳能电池。钙钛矿太阳能电池结构核心是具有钙钛矿晶型(ABX3)的有机金属卤化物吸光材料。在这种钙钛矿ABX3结构中，A为甲胺基(CH3NH3)，B为金属铅原子，X为氯、溴、碘等卤素原子。目前在高效钙钛矿型太阳能电池中，最常见的钙钛矿材料是碘化铅甲胺(CH3NH3PbI3)，它的带隙约为1.5eV，消光系数高，几百纳米厚薄膜就可以充分吸收800nm以下的太阳光。而且，这种材料制备简单，将含有PbI2和CH3NH3I的溶液，在常温下通过旋涂即可获得均匀薄膜。上述特性使得钙钛矿型结构CH3NH3PbI3不仅可以实现对可见光和小部分近红外光的吸收，而且所产生的光生载流子不易复合，能量损失小，这是钙钛矿型太阳能电池能够实现高效率的根本原因。

虽然碘化铅甲胺钙钛矿太阳能电池效率已经获得了较高的提升，但是钙钛矿电池的工作寿命低下仍然是限制其应用的一个重要原因。钙钛矿电池寿命低下的一个方面的原因是电池工作时紫外光的照射。紫外光对钙钛矿材料具备极大的破坏左右。传统的钙钛矿太阳能电池使用ITO、FTO导电玻璃作为电极，电池工作时，太阳光经过导电玻璃到达电池的内部。虽然，绝大多数的深紫外和中紫外光被导电玻璃所吸收，但是部分近紫外光仍然能够到达电池的钙钛矿光吸收层，照射到钙钛矿光吸收层之上，引起有机无机杂化钙钛矿光吸收层材料分解变性或者老化，从而导致钙钛矿太阳能电池寿命的降低。因此，如何避免紫外光进入电池钙钛矿光吸收层，从而提高电池的寿命，具有重要的意义。

发明内容

为解决背景技术中紫外光对钙钛矿电池寿命影响的问题，本发明提供如下技术方案：

基于紫外光屏蔽层的钙钛矿光伏电池，包括ITO导电玻璃基底、紫外光屏蔽层、空穴传输层、钙钛矿光吸收层、电子传输层和反射电极组成。

进一步的,所述的紫外光屏蔽层形成在ITO导电玻璃基底之上；所述的紫外屏光蔽层由N个依次层叠的m-MTDATA/F16CuPc异质结所组成。

进一步的,所述的m-MTDATA/F16CuPc异质结中m-MTDATA的厚度为2-5nm，F16CuPc的厚度为2-5nm。

进一步的,所述的紫外光屏蔽层中m-MTDATA/F16CuPc异质结个数N的数值范围为10-30的整数。

进一步的,所述的ITO导电玻璃基底的方块电阻小于10欧姆，可见光透过率大于80%。

进一步的,所述的空穴传输层形成在紫外光屏蔽层上；所述的空穴传输层包括NiO、spiro-OMeTAD、PEDOT：PSS，P3HT，PCDTBT，PTB7，MoOx，grapheneoxide，NiOx，WO3，V2O5，；所述的空穴传输层优选厚度30-100nm。

进一步的,所述的钙钛矿光吸收层形成在空穴传输层上；所述的钙钛矿光吸收层为甲胺铅碘多晶膜；所述的钙钛矿光吸收层优选厚度200-600nm。

进一步的,所述的电子传输层形成在钙钛矿光吸收层上；所述的电子传输层优选为PC60BM，PC70BM，ICBA，C60以及其它富勒烯衍生物；所述的电子传输层优选厚度20-100nm。

进一步的,所述的反射电极形成在电子传输层上；所述的反射电极优选为Ag或者Al，优选厚度为100-1000nm。