[发明专利]一种钙钛矿电池及其制备方法及钙钛矿电池组件

说明书

本发明公开一种钙钛矿电池及其制备方法及钙钛矿电池组件，该钙钛矿电池包括层叠设置的钙钛矿层、空穴传输层、电子传输层、界面修饰层和背电极。其中，界面修饰层的制成材质为紫磷烯，该紫磷烯界面修饰层不仅有助于防止空穴传输层材料中的酸性介质或其他掺杂剂扩散到钙钛矿层继而引发钙钛矿的分解，还可以改善空穴传输层材料与钙钛矿层间的界面接触，协助提取并传输空穴，并最终提升电池的光电转换效率和长效稳定性。

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，特别涉及一种钙钛矿电池及其制备方法及钙钛矿电池组件。

背景技术

传统的钙钛矿电池因缺乏合适的界面修饰层而一直受到效率难以突破或稳定性较差的困扰，特别是在使用P3HT(聚3-己基噻吩)，PTAA(聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])，NiO(氧化镍)，PEDOT:PSS(聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)，Spiro-OMeTAD(2,2',7,7'四[N,N二(4甲氧基苯基)氨基]9,9'螺二芴)等作为空穴传输材料的时候。P3HT、PTAA因与钙钛矿较差的界面接触而存在严重的非辐射复合。NiO较多的表面缺陷限制了其在高效钙钛矿器件中的应用。PEDOT:PSS因其酸性性质，在长期作为钙钛矿电池的空穴传输材料时会对钙钛矿的结构造成腐蚀，Spiro-OMeTAD也会因其使用的锂盐等掺杂剂吸湿或扩散进入钙钛矿层而影响电池的长效稳定性。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种钙钛矿电池及其制备方法，旨在提供一种钙钛矿电池，可避免空穴传输材料中的酸性介质或其他掺杂剂扩散到钙钛矿层继而引发钙钛矿的分解，并同时改善空穴传输材料与钙钛矿层的界面接触，提升光电转换效率的同时，提高电池的长效稳定性。

为实现上述目的，本发明提出一种钙钛矿电池，包括层叠设置的钙钛矿层和空穴传输层，所述钙钛矿层和所述空穴传输层之间还设置有界面修饰层，所述界面修饰层的制成材质包括紫磷烯。

可选地，还包括透明导电玻璃。

可选地，还包括电子传输层

可选地，还包括背电极。

可选地，还包括封装玻璃。

可选地，所述透明导电玻璃、所述电子传输层、所述钙钛矿层、所述界面修饰层、所述空穴传输层、所述背电极及所述封装玻璃依次层叠设置。

可选地，所述透明导电玻璃、所述空穴传输层、所述界面修饰层、所述钙钛矿层、所述电子传输层、所述背电极及所述封装玻璃依次层叠设置。

本发明进一步提出钙钛矿电池的制备方法，包括以下步骤：

在惰性气氛下研磨紫磷，将研磨后的粉状紫磷与无水有机溶剂混合并搅拌均匀，得到分散液；

对所述分散液进行超声处理和离心处理，获取上清液；

在惰性气氛中，取上清液涂敷于所述钙钛矿层表面，并进行退火处理，以在所述钙钛矿层表面形成界面修饰层。

在所述界面修饰层的表面沉积形成空穴传输层。

可选地，所述分散液的浓度为0.5～2mg/mL；和/或，

在进行超声处理时，超声处理的温度为-20～20℃，功率200～1000W，时间为1～10h；和/或，

在进行退火处理时，退火处理的温度为100～150℃，时间为10～30min。

可选地，所述在所述界面修饰层的表面沉积形成空穴传输层的步骤之后还包括：

在所述空穴传输层的表面沉积形成背电极；

将所述封装玻璃置于背电极表面，并使用封装胶进行封装处理。