[发明专利]背钝化钙钛矿光伏器件

说明书

本申请涉及钙钛矿光伏器件领域，尤其是一种背钝化钙钛矿光伏器件。一种背钝化钙钛矿光伏器件，包括玻璃基板，玻璃基板由下至上形成有透明电极层、第一界面层、钙钛矿层、第二界面层界面，所述钙钛矿层部分被第二界面层致密覆盖，但另外部分未被第二界面层致密覆盖；未被第二界面层致密覆盖的部分原位处理形成钝化区，即被第二界面层致密覆盖区不会变成绝缘的钝化区，未被第二界面层致密覆盖区原位处理后会变成绝缘的钝化区；钙钛矿层背向第一界面层的表面形成有背电极层；第二界面层、钝化层与背电极层相接。本申请可减少钙钛矿和界面层或电极接触区域，减少非辐射复合，有利于实现高效率器件。

技术领域

本申请涉及钙钛矿光伏器件领域，尤其是涉及背钝化钙钛矿光伏器件。

背景技术

钙钛矿材料具有优秀的光电特性，采用钙钛矿材料制备的钙钛矿光伏器件具有较好的光电转换效率。但是，通过常规的溶液法或气相沉积法制备钙钛矿光伏器件存在以下缺陷：（1）钙钛矿的缺陷常富集在表面，影响器件性能；（2）通常钙钛矿薄膜具有一定的粗糙度，界面层覆盖不全会导致钙钛矿和背电极的直接接触，影响器件效率和稳定性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了背钝化钙钛矿光伏器件。

本申请提供的背钝化钙钛矿光伏器件，是通过以下技术方案得以实现的：

背钝化钙钛矿光伏器件，包括玻璃基板，所述玻璃基板由下至上形成有透明电极层、第一界面层、钙钛矿层、第二界面层界面，所述钙钛矿层部分被第二界面层致密覆盖，但另外部分未被第二界面层致密覆盖；未被第二界面层致密覆盖的部分原位处理形成钝化区，即被第二界面层致密覆盖区不会变成绝缘的钝化区，未被第二界面层致密覆盖区原位处理后会变成绝缘的钝化区；钙钛矿层背向第一界面层的表面形成有背电极层；第二界面层、钝化层与背电极层相接。

本申请可减少钙钛矿和界面层接触区域，减少非辐射复合，有利于实现高效率器件，且本申请可适配溶液法，自适应形成背钝化接触，易于实现大面积高效率器件。

优选的，所述钝化层为铅的氧硫化合物。

优选的，所述铅的氧硫化合物是对钙钛矿层的凸齿顶端进行臭氧和/或二氧化硫气氛下原位处理所得。

优选的，所述铅的氧硫化合物是：将甲胺(Sigma-Aldrich, 33 wt%溶解在乙醇中)或辛胺(SigmaAldrich, 99%)和硫酸溶液(Sigma-Aldrich, 99.999%)溶解在浓度为4 mM的混合溶剂(甲苯/异丙醇= 5:1)中制备硫酸铵溶液，对钙钛矿层进行旋涂处理所得。

优选的，所述铅的氧硫化合物是：通过旋涂吡啶-2-羧基铅(PbPyA2)形成富铅钙钛矿表面，用六甲基二硅酸烷(TMS)进行硫化，TMS与固相PbPyA2反应，即使用PbPyA2的钝化功能和它在非水溶剂中的高溶解度，从而保留了下面的钙钛矿层所得。

通过采用上述技术方案，对玻璃上的钙钛矿薄膜进行原位钝化处理后，表面生成铅的氧硫化合物，对钙钛矿具有一定钝化作用，PL峰强增强。

优选的，所述第一界面层为电子传输层，所述第二界面层为空穴传输层，则所述背钝化钙钛矿光伏器件为正式结构的钙钛矿光伏器件。

优选的，所述第一界面层为空穴传输层，所述第二界面层为电子传输层，则所述背钝化钙钛矿光伏器件为反式结构的钙钛矿光伏器件。

优选的，所述空穴传输层为NiOx、PTAA、CuCaO3、P3HT中的任意一种；所述电子传输层为C60、PCBM、SnOx、ZnO、TiOx中的至少一种。

优选的，所述透明电极层为铟锡氧化物ITO或者氟掺杂氧化锡FTO。