[发明专利]具有保护结构的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有保护结构的钙钛矿太阳能电池，属于钙钛矿太阳能电池领域，相比于传统钙钛矿太阳能电池，本发明使用蒸镀得方法在钙钛矿电池电极及传输层中间蒸镀一层20‑40nm的氟化锂层，以达到阻隔离子迁移的作用，从而降低电极与传输层接触界面受到侵害的危险，进而提高器件的稳定性。

技术领域

本发明涉及钙钛矿太阳能电池技术领域，具体地涉及一种具有保护结构的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

有机无机杂化钙钛矿材料由于具有低的激子束缚能，合适的禁带宽度，长的载流子扩散长度，高的光吸收系数和溶液加工性能，近几年来，越来越收到人们的关注。2009年以来，钙钛矿太阳能电池的效率从3.81%上升到24.2%，其效率几乎可以和商业化的单晶硅太阳能电池相媲美。人们普遍认为钙钛矿太阳能电池最有希望成为下一代商业化太阳能电池，但是在商业化之前，还有一些问题亟待解决，特别是钙钛矿太阳电池的稳定性。钙钛矿型太阳能电池是一种很有前景的光伏器件，其光电转换效率已经超过24%，但热不稳定性是阻碍其商业化的关键因素之一。

传统钙钛矿太阳能电池的活性层AB钙钛矿结构中的X位卤素离子很容易发生迁移；其次一些传输层材料如PEDOT：PSS具有弱酸性和吸湿性，在长期工作中很容易对电极造成破坏，因此，解决电极的稳定性是提高钙钛矿太阳能电池稳定性的一个很重要的环节。

公开号为CN108649124A的中国专利申请公开了一种高效率无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法，所述太阳能电池是由底电极、电子传输层、无机钙钛矿材料吸收层、空穴传输层以及顶电极五部分组成，其中电子传输层和无机钙钛矿材料吸收层、无机钙钛矿材料吸收层和空穴传输层构建出两个平面异质结，电子传输层、无机钙钛矿材料吸收层和空穴传输层都是通过溶液法成膜。得到的钙钛矿太阳电池的稳定性并不是非常高。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明的目的是提出了一种具有保护结构的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，传输层及电极之间设置有一层20-40nm的氟化锂层，大大减少离子在传输层与电极之间的迁移，并且能够减少水氧透过率，进而提高其稳定性。

本发明的技术方案是：

一种具有保护结构的钙钛矿太阳能电池，电极与传输层之间设置有氟化锂层，所述氟化锂层的厚度为20-40nm。

优选的技术方案中，包括由下至上依次层叠的透明导电玻璃基底、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层、氟化锂层和电极。

优选的技术方案中，包括由下至上依次层叠的透明导电玻璃基底、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、氟化锂层和电极。

本发明还公开了一种具有保护结构的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

S01：透明导电玻璃基底制备电子传输层；

S02：制备钙钛矿层；

S03：制备空穴传输层；

S04：蒸镀一层20-40nm的氟化锂层；

S05：制备电极。

本发明又公开了一种具有保护结构的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

S01：透明导电玻璃基底制备空穴传输层；

S02：制备钙钛矿层；

S03：制备电子传输层；

S04：蒸镀一层20-40nm的氟化锂层；

S05：制备电极。

优选的技术方案中，所述步骤S04中蒸镀时，氟化锂源气化后，控制蒸发速度为0.2-0.5埃每秒。

与现有技术相比，本发明的优点是：