[发明专利]Bi2

说明书

本发明属于钙钛矿太阳能电池领域，公开了一种Bi₂O₂Se界面修饰的钙钛矿太阳能电池及制备方法。所述钙钛矿太阳能电池包括依次层叠的阴极基底、电子传输层、界面修饰层、钙钛矿吸光层、空穴传输层以及阳极层；所述电子传输层为SnO₂薄膜，界面修饰层为Bi₂O₂Se，钙钛矿吸光层为MAPbI₃。本发明采用高电导率、高电荷分离能力的Bi₂O₂Se材料作为界面修饰层，能有效的降低载流子的复合，提高了电荷的分离，最终提升钙钛矿太阳电池的光电转换效率。同时界面修饰层的引入可有效的提高器件的稳定性。

技术领域

本发明属于钙钛矿太阳能电池领域，具体涉及一种Bi₂O₂Se界面修饰的钙钛矿太阳能电池及制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池具有结构简单、能量转换效率高、易于溶液法制备等优点。钙钛矿太阳能电池在短短的九年发展时间里能量转换效率从3.8％提升至 24.2％，进入高能量转换效率太阳能电池行列。但钙钛矿太阳能电池与已实现商业化的硅太阳能电池相比，在稳定性方面仍有待提高。

钙钛矿太阳能电池工作原理为：(1)光透过透明ITO电极照到活性层上，钙钛矿吸光层吸收光子产生激子；激子扩散到界面处；(2)空穴经空穴传输层传输，电子经电子传输层传输；(3)电子到达阴极空穴到达阳极；(4)在外接负载下，闭合回路形成，形成光电流，光电压，和输出功率。

尽管钙钛矿太阳能电池的能量转换效率取得巨大的进展，其稳定性较差仍是亟需解决的重要问题。钙钛矿太阳能电池最常用的电子传输层材料二氧化钛具有电子传输率较低，且在紫外光照射下发生光催化反应，会导致钙钛矿薄膜的分解。二氧化锡因其具有较好的可见光透过性，更高的电子迁移率，可低温溶液法制备，更好的光稳定性被认为是二氧化钛最好的替代材料。修饰作为常用的改性方法，其可以：(1)提升材料的导电率，修饰能级的引入利于电子的传输；(2)形成更好的能级匹配，促进载流子的传输和分离；(3)提升吸光层的形貌，使之界面的接触更加紧密，使载流子更好的传输，减少复合。但目前仍需开发新的方法以进一步提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率及稳定性。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种Bi₂O₂Se界面修饰的钙钛矿太阳能电池。

本发明的另一目的在于提供上述Bi₂O₂Se界面修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种Bi₂O₂Se界面修饰的钙钛矿太阳能电池，包括依次层叠的阴极基底、电子传输层、界面修饰层、钙钛矿吸光层、空穴传输层以及阳极层；所述电子传输层为SnO₂薄膜，界面修饰层为Bi₂O₂Se，钙钛矿吸光层为MAPbI₃ (CH₃NH₃PbI₃)。

进一步地，所述阴极基底为铟锡氧化物玻璃(ITO)。

进一步地，所述SnO₂薄膜的厚度为40～50nm，Bi₂O₂Se界面修饰层的厚度为20～60nm。

进一步地，所述钙钛矿吸光层的厚度为400～450nm。

进一步地，所述空穴传输层包括Spiro-OMeTAD和MoO_x；Spiro-OMeTAD 厚度为40～50nm，MoO_x厚度为2～3nm。