[发明专利]基于CsPbIBr2

说明书

本发明属于太阳能电池技术领域，具体为一种基于CsPbIBr₂的半透明全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括采用电子束蒸发法在CsPbIBr₂钙钛矿吸收层上沉积度15‑30nm厚的NiO_x层，蒸镀结束后对NiO_x层进行氧等离子体处理获得NiO_x空穴传输层；最后采用磁控溅射的方法在NiO_x空穴传输层上制备ITO。本发明制得的太阳能电池的光电转换效率和在较高湿度环境下的稳定性均得到了提升。同时，本方法制备的太阳能电池在400‑800和600‑800nm波长范围内的平均透过率分别达到了38.2％和64.0％，有利于拓宽钙钛矿太阳能电池在光伏建筑一体化方面的应用。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，涉及光伏建筑所需的半透明全无机钙钛矿太阳能电池，具体为一种基于CsPbIBr₂的半透明全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池自问世以来凭借简单方便的制备工艺、优异的光电转换性能引起了学术界的广泛关注。目前，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池已经实现了25.5％的光电转换效率。然而，在杂化钙钛矿材料中，甲胺、甲脒等有机阳离子的存在削弱了材料对热和紫外光的稳定性，不利于钙钛矿太阳能电池的商业化应用。

与杂化钙钛矿材料相比，全无机钙钛矿材料有着相似的光电转换性能，并具有优异的光热稳定性，为其制备太阳能电池提供了独特优势。有学者认为其有望取代杂化钙钛矿材料。就全无机铯基钙钛矿材料而言，目前CsPbI₃报道的光电转换效率最高，其次是CsPbI₂Br和CsPbIBr₂，然而，CsPbI₃薄膜制备需要较高的退火温度，且相稳定性较差；CsPbI₂Br在效率与稳定性方面具有很好的平衡，但在较高湿度的大气环境下容易受潮分解；CsPbIBr₂钙钛矿的禁带宽度为2.05eV，薄膜呈现亮红色，对波长大于600nm的光吸收较弱，具有制备半透明太阳能电池的潜力，但存在光电转换效率低的问题。

此外，钙钛矿太阳能电池最常使用的有机小分子空穴传输层材料 Spiro-OMeTAD的稳定性并不理想，采用合适的无机空穴传输层材料，构建真正的全无机器件有利于进一步提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。因此，制备基于CsPbIBr₂的半透明全无机钙钛矿太阳能电池，并提高其光电转换效率及稳定性，对于拓宽钙钛矿太阳能电池在光伏建筑一体化方面的应用具有重要的意义。

发明内容

为了解决上述现有技术中的问题，本发明针对半透明全无机钙钛矿太阳能电池在光伏建筑一体化方面的应用，本发明提供一种基于CsPbIBr₂的半透明全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，并制得FTO/TiO₂/CsPbIBr₂/NiO_x/ITO结构的太阳能电池。该方法以电子束蒸发法结合氧等离子体处理制备空穴传输层NiO_x膜层，并在该膜层上通过磁控溅射方法制备了透明电极ITO层，既提高了器件的光电转换效率又改善了器件的稳定性，且进一步保证了器件的半透明性。

为了实现本发明目的，所采用的技术方案为：一种基于CsPbIBr₂的半透明全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

(1)在FTO导电玻璃表面制备TiO₂致密层，得到FTO/TiO₂；

具体的：

1)清洗并烘干FTO导电玻璃，备用；