[发明专利]镝掺杂氧化物钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本申请涉及一种镝掺杂氧化物钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其包括自下而上依次设置的导电基底、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和顶电极层，所述电子传输层为镝掺杂氧化锡层。该镝掺杂氧化物钙钛矿太阳能电池采用镝掺杂的氧化锡作为电子传输层材料，对电子传输层的截面进行优化，减少其界面缺陷，提高了电子传输层的导电性，提升钙钛矿太阳电池的效率。

技术领域

本发明涉及一种镝掺杂氧化物钙钛矿太阳能电池及其制备方法，属于钙钛矿太阳能电池领域。

背景技术

钙钛矿太阳能电池是由于其价格便宜，制造工艺简单以，光电转换效率高和带宽可调利于做叠层太阳能电池上电池等优点，近年来受到了很大的关注。

传统的正置钙钛矿太阳能电池一般使用氧化锡，氧化锌等金属氧化物作为其电子传输层，但是在这些金属氧化物薄膜上直接旋涂钙钛矿层，界面处会有缺陷等形成，因此效率会有所损失。因此需要一些钝化层或者修饰处理以减少缺陷态密度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镝掺杂氧化物钙钛矿太阳能电池及其制备方法，能够减少界面缺陷从而提高电导率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种镝掺杂氧化物钙钛矿太阳能电池，包括自下而上依次设置的导电基底、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和顶电极层，所述电子传输层为镝掺杂氧化锡层。

进一步地，所述钙钛矿层的A位离子选自FA、MA或Cs中的任一种或多种；B位离子选自Pb、Sn或Ge任中的任一种或多种；X位离子选自I、Br或Cl中的任一种或多种。

进一步地，所述空穴传输层选自Spiro-MeOTAD、PEDOT:PSS、P3HT、PTAA、PThTPTI、金属氧化物或氧化石墨烯中的至少一种。

进一步地，所述顶电极层为金属或有机材料。

进一步地，所述顶电极层的厚度为80～120nm；和/或，所述空穴传输层的厚度为20-50nm；和/或，所述电子传输层的厚度为20-40nm。

本申请还提供一种根据所述的镝掺杂氧化物钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

S1、提供导电基底，对所述导电基底进行预处理；

S2、在所述导电基底上制备电子传输层，所述电子传输层为镝掺杂氧化锡层；

S3、在所述电子传输层上依次制备钙钛矿层、空穴传输层和顶电极层。

进一步地，S2的具体步骤如下：

提供镝掺杂氧化锡前驱体溶液，将所述镝掺杂氧化锡前驱体溶液在所述导电基底上进行旋涂，旋涂时间30s，速度4000rpm，随后180摄氏度退火30分钟，得到所述电子传输层。

进一步地，所述镝掺杂氧化锡前驱体溶液采用以下方法制备：

取15％的纳米氧化锡分散液，用去离子水稀释为5％浓度的氧化锡分散液，并加入3mg碘化镝粉末，随后进行10分钟超声震荡。

进一步地，S1的具体步骤如下：

对所述导电基底进行清洗，首先用去离子水超声10分钟，之后分别在丙酮和无水乙醇中超声10分钟以出去杂质及附着有机物，最后再超声10分钟后用洁净氮气吹干表面，并在120℃保温10分钟后，UV照射10分钟。

进一步地，采用旋涂法制备所述钙钛矿层和空穴传输层。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的镝掺杂氧化物钙钛矿太阳能电池及其制备方法中采用镝掺杂的氧化锡作为电子传输层材料，对电子传输层的截面进行优化，减少其界面缺陷，提高了电子传输层的导电性，提升钙钛矿太阳电池的效率。