[发明专利]一种CdCl2

说明书

本发明公开了一种CdClsubgt;2/subgt;掺杂的全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法，包括层状分布的导电玻璃层、电子传输层、CsPbBrsubgt;3/subgt;多晶膜和碳电极，CsPbBrsubgt;3/subgt;多晶膜中掺杂有CdClsubgt;2/subgt;，以使Cdsupgt;2+/supgt;取代部分Pbsupgt;2+/supgt;，Clsupgt;‑/supgt;取代部分Brsupgt;‑/supgt;。CdClsubgt;2/subgt;的掺杂能够延缓CsPbBrsubgt;3/subgt;多晶膜的生长速度，减少表面孔洞孔径，从而提升CsPbBrsubgt;3/subgt;多晶膜的形貌均匀性，同时Cd和Cl均匀分散在CsPbBrsubgt;3/subgt;多晶膜中，没有引起离子团聚，同时降低电池中电荷重组，提升载流子提取和传输的速度，对短路电流和开路电压均具有良好的提升效果，Cd和Cl二者相互协同，极大提升太阳能电池的光电性能。

【技术领域】

本发明涉及一种CdCl₂掺杂的全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法，属于钙钛矿制备领域。

【背景技术】

有机无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)在过去的十年中，发展迅速。这主要归因于钙钛矿材料非凡的光电特性，如具有较长的载流子寿命，合适的禁带宽度，较好的光吸收等。用无机Cs⁺取代钙钛矿材料中的有机成分，是提高PSCs稳定性的有效方法。但是，尽管如此，含I^-的无机钙钛矿材料依然对湿度环境敏感。于是不含I^-的CsPbBr₃钙钛矿材料显出其极强的环境稳定性，该材料被认为是最有前途的光活性层。

目前新型的全无机CsPbBr₃太阳能电池具有FTO/TiO₂/CsPbBr₃/carbon的器件结构，不需要空穴传输层(HTLs)和贵金属背电极，与有机-无机杂化PSCs或其他结构的全无机PSCs相比，大大简化制备过程，降低制备成本。

在此基础上，为了进一步提升全无机CsPbBr₃太阳能电池的光电效率，对CsPbBr₃进行掺杂是一种十分重要的研发思路。但是很多情况下单掺杂对电池的效率提升十分有限，而选择复合掺杂的情况下掺杂元素相互之间具有阻碍作用，很多情况下不仅无法提升效率，甚至对电池的光电性能有害。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种CdCl₂掺杂的全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种CdCl₂掺杂的全无机钙钛矿太阳能电池，包括层状分布的导电玻璃层、电子传输层、CsPbBr₃多晶膜和碳电极，CsPbBr₃多晶膜中掺杂有CdCl₂，以使Cd²⁺取代部分Pb²⁺，Cl^-取代部分Br^-。

本发明的有益效果为：

CdCl₂的掺杂能够延缓CsPbBr₃多晶膜的生长速度，减少表面孔洞孔径，从而提升CsPbBr₃多晶膜的形貌均匀性，同时Cd和Cl均匀分散在CsPbBr₃多晶膜中，没有引起离子团聚，同时降低电池中电荷重组，提升载流子提取和传输的速度，对短路电流和开路电压均具有良好的提升效果，Cd和Cl二者相互协同，极大提升太阳能电池的光电性能。