[发明专利]一种复合电子传输层、钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及太能电池技术领域，具体公开一种复合电子传输层、钙钛矿太阳能电池及其制备方法。所述复合电子传输层包括离子液体A和离子液体B，其中，所述离子液体A和所述离子液体B的阳离子为式(I)或式(II)所示的化合物，所述离子液体A和所述离子液体B的阴离子为OH^‑、Cl^‑、Br^‑、I^‑、BF₄^‑、PF₆^‑、TFSI^‑或CF₃SO₃^‑，所述离子液体A和离子液体B的阳离子彼此不同，所述离子液体A和离子液体B的阴离子彼此不同。本发明选择特定的离子液体复配形成电子传输层，有助于传输电子和阻挡空穴，提高电子迁移率，消除滞后效应，有利于工业化推广和应用。

技术领域

本发明涉及太能电池技术领域，尤其涉及一种复合电子传输层、钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

由于化石燃料的无节制消耗，新能源的开发迫在眉睫。太阳能作为一种清洁能源成为研究热点，钙钛矿吸收层材料由于其光吸收范围宽、吸收系数高、双极性传输特性和长的空穴-电子扩散长度等优点，使其成为最具潜力的光伏材料。

电子传输层作为钙钛矿太阳电池的重要组成部分，在传输电子同时，还要对空穴有一定的阻挡作用。TiO₂作为传统的电子传输材料，在制备过程中不仅需要较高的反应温度还需要高温退火，增大了工艺损耗及电池的成本，不利于大规模工业化生产。此外，金属氧化物半导体的电子迁移率为10^-5～10^-4cm²·V^-1·s^-1，低于空穴传输材料的空穴迁移率(10^-3cm²·V^-1·s^-1)，导致电子在器件中积累，使器件产生严重的电流密度-电压(J-V)迟滞效应，严重影响了电子的转移过程、器件的效率及稳定性。为了提高钙钛矿太阳能电池的商业化进程，很多研究人员致力于采用低温处理技术替代高温制备方式，但性能都无法与高温制备的电子传输层相比。因此，研究一种高效低迟滞且低成本的电子传输材料，对提高钙钛矿电池器件的效率和经济效益具有重要意义。

发明内容

针对现有电子传输层具有严重的迟滞效应、成本高等问题，本发明提供一种复合电子传输层。

以及，本发明还提供上述复合电子传输层的制备方法。

以及，本发明还提供一种钙钛矿太阳能电池。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种复合电子传输层，包括离子液体A和离子液体B，其中，所述离子液体A和所述离子液体B的阳离子为式(I)或式(II)所示的化合物，R₁和R₂为C₁～C₄的直链或支链烷烃、苯甲基、苯乙基或苯丙基；R₁和R₂彼此相同或不同；R₃为C₁～C₄的直链烷烃；所述离子液体A和所述离子液体B的阴离子为OH^-、Cl^-、Br^-、I^-、BF₄^-、PF₆^-、TFSI^-或CF₃SO₃^-，所述离子液体A和离子液体B的阳离子彼此不同，所述离子液体A和离子液体B的阴离子彼此不同；

相对于现有技术，本申请提供的复合电子传输层具有以下优势：