图；
[0046] 图3为本发明第二实施例提供的半透明钙钛矿太阳能电池的具体实施步骤示意 图；
[0047]图4为本发明第三实施例提供的半透明钙钛矿太阳能电池的具体实施步骤示意 图；
[0048] 图5为本发明提供的半透明钙钛矿太阳能电池的J-V曲线示意图。
【具体实施方式】
[0049] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0050] 本发明的目的在于提供了一种廉价半透明钙钛矿太阳能电池的结构及其制备方 法，该方法极大地促进了钙钛矿太阳能电池的产业化。
[0051] 如图1所示，本发明实施例提供的半透明钙钛矿太阳能电池包括透明导电基板a、 无机电子传输层、光捕获层、无机空穴传输层和透明导电基板b，光捕获层由DXZ3型钙钛矿 材料形成，其中，D选自Cs+、CH 3NH3+、CH( NH2) 2+或其混合物，X选自Pb2+、Sn2+、Ge 2+或其混合物， Z选自Cl-、Br-、Γ或其混合物。
[0052]由于传统的钙钛矿太阳能电池都选用了一些贵金属对电极，造价相对较高，而本 发明中，采用廉价的透明导电基板代替它，成本必然大幅降低；同时，本发明中采用双透明 导电基板，意味着太阳光可以双向照射，提高对光的捕获；另外，通过选择成本低廉和载流 子迀移率高的无机电子传输层和无机空穴传输层势必会进一步提高钙钛矿太阳能电池的 稳定性，成本也会进一步减少。
[0053]在本发明实施例中，材料的选择是依据电池结构和工艺选择而定的，电池结构中 选用两块导电基板作为背电极，并且钙钛矿材料光捕获层的制备是低温的，如果电子传输 层和空穴传输层的制备也是低温，那样就可以选用柔性基板，制备柔性电池，而柔性电池可 以实现卷对卷大规模制备，因而电子或空穴传输层的制备工艺越多样越有利于器件突破现 有的技术束缚。
[0054]作为本发明的一个实施例，无机电子传输层可以选用Ti〇2;Ti02作为一种廉价的η 型半导体氧化物，它具有与钙钛矿光捕获剂高度匹配的导带位置（-4. OeV)和禁带宽度 (3.2eV)，可以实现钙钛矿光生电子向Ti02的有效注入;Ti02的表面缺陷态少，载流子迀移 率高，在电荷分离和传输方面具有优异性能;Ti02具有很好的化学稳定性，能够与钙钛矿材 料形成稳定的界面，这对电池器件的长期稳定性来说十分重要，因为如Zn0、Sn02这样的η型 半导体氧化物在带宽、导电性等方面也很突出，但它们与钙钛矿材料形成的界面稳定要比 Ti02差很多。除了材料本身的优异性之外，选用Ti02作为无机电子传输层的另一个重要原 因是Ti02电子传输层的制备工艺简单多样，高温制备和低温制备均可，因而对下部的透明 导电基板的耐热性没有了限制，有助于低温柔性电池器件的制备。
[0055]作为本发明的一个实施例，无机空穴传输层可以为Ni0;Ni0作为为数不多的廉价p 型半导体氧化物，它具合适的价带位置(-5.2eV)，方便钙钛矿光生空穴的注入，而3.55eV的 禁带宽度使其具备更高的光学透明度;NiO的化学稳定性同样突出，能够与钙钛矿材料形成 稳定的界面，这对电池器件的长期稳定性来说十分重要。NiO空穴传输层的制备工艺同样简 单多样，高温制备和低温制备均可，因而对下部的透明导电基板的耐热性没有了限制，有助 于低温柔性电池器件的制备。
[0056]本身无机空穴传输材料的选择范围要比无机电子传输材料要小很多，如Cu20这种 P型半导体氧化物的导电性和带宽也合适，但Cu20与钙钛矿材料接触时会发生化学反应，严 重损害电池器件的稳定性。
[0057]本发明第一实施例提供了一种半透明钙钛矿太阳能电池的制备方法，其具体步骤 如下：
[0058] (1)将FTO(ITO)透明导电玻璃或PET(PI)柔性透明导电膜依次用去离子水、乙醇和 丙酮超声清洗，再经紫外臭氧处理，得到洁净的FTO(ITO)透明导电玻璃基板a和基板b或PET (PI)柔性透明导电膜基板a和基板b。
[0059] (2)在步骤（1)洁净的基板a表面旋涂或刮涂TiO2前驱液，在手套箱内80~120 °C退 火处理20分钟~50分钟，采用低温制备，优点是柔性，可大面积制备。
[0060] 或将洁净的FTO透明导电玻璃基板a在400~600°C下加热，将事先配好的钛酸异丙 酯溶液喷涂在此基底上，加热20~60分钟，最后得到表面涂覆20~150nm厚度的TiO 2电子传 输薄膜的基板a;采用高温制备，优点是简单，制作要求条件更易于达到。
[0061 ] (3)在步骤（1)洁净的基板b表面旋涂或刮涂NiO前驱液，在手套箱内80 °C~120 °C 退火处理20分钟~50分钟，或在将洁净的FTO透明导电玻璃衬底在400 °C~600 °C下加热，将 事先配好的乙酰丙酮镍溶液喷涂在此基底上，加热20分钟~60分钟，最后得到表面涂覆20 ~150nm厚度的NiO空穴传输薄膜的基板b〇
[0062] (4)在步骤(2)所得的TiO2电子传输层和步骤(3)所得的NiO空穴传输层表面分别 旋涂所述XZ2 (X选自Pb2+、Sn2+、Ge2+或其混合物，Z选自Cr、Br' Γ或其混合物。）溶液和所述 DZ(D选自Cs+、CH3NH3+、OKNH2) 2+或其混合物，Z选自Cl-、Br-、Γ或其混合物。）溶液二者中的 一种，然后在50~90°C退火处理20~60分钟，即在Ti〇2电子传输层和NiO空穴传输层表面分 别制备得到XZ 2层和DZ层。
[0063] (5)将步骤(4)制备得到的XZ2层底板和DZ层底板通过适当压力积压在一起反应， 挤压压力为0.1~50Pa，反应时间0.5~20h，即得到整个钙钛矿太阳能电池。
[0064]其中，由DXZ3型钙钛矿材料形成的光捕获层的制备是基于这样一个化学反应:XZ2+ DZ = DXZ3。因此这样的物理挤压一块带有XZ2的基板和一块带有DZ的基板是为了让XZ2与DZ 接触发生化学反应形成钙钛矿(DXZ3),这是一种物理挤压的化学反应过程。选择这麽做的 原因是：电池工艺的简捷性和制作成本考虑，因为器件结构限制了工艺的选择，对于这种采 用两块透明导电基板作为电极的电池器件，工艺的选择尤为重要，每一层的制备先后顺序 和制备条件是必须要限制的。其实最关键的是钙钛矿光捕获层的制备顺序是放在前面还是 后面的问题，如果选择放在前面，一条路径是:导电基板a-无机电子传输层-钙钛矿-无机空 穴传输层-导电基板b，无机电子传输层和钙钛矿层的制备可以简单的完成，但由于钙钛矿 在空穴传输层前面制备完成，因而钙钛矿层上面的空穴传输层的制备就被严格限制了，因 为钙钛矿这种材料的热稳定性和化学稳定性很差，在钙钛矿层低温制备无机空穴传输层是 很困难的，即使实现了，最后的导电基板b如何合理地与下面的几层组装在一起就更困难 了，这是一个成本累加的过程，往往不可取。这种策略明显存在很大的问题。综合来看，选择 把钙钛矿层放在最后一步制备就更为合理、有效了。
[0065]从电池内部界面的有效接触考虑，一个高效的电池器件内部必须要拥有十分良好 的界面接触，因为只有这样才能保证钙钛矿材料受到光激发后产生的载流子被及时有效地 抽取和转移至外电路，保证了电池内部电荷高速地传输，进而实现高的性能输出。
[0066]我们可以明显地发现，如果选择把钙钛矿材料的制备放在前面，一条路径是:导电 基板a_无机电子传输层丐钛矿-无机空穴传输层-导电基板b，无机电子传输层和|丐钛矿层 的制备可以简单的完成，好的导电基板a与无机电子传输层的界面以及好的无机电子传输 层与钙钛矿层的界面都可以实现，但无机空穴传输层与钙钛矿层的界面以及导电基板b与 无机空穴传输层这两个界面的良好接触是很难达到的，即使制备出来，器件可能就无法正 常工作。而我们采取把钙钛矿层放在最后制备，是综合了工艺简捷性和合理性，制备成本低 廉性，器件的高效性和稳定性等要素
[0067]另外本发明第二实施例还提供了另一种该结构钙钛矿太阳能电池的制备方法，其 具体步骤如下：
[0068] (1)将FTO(ITO)透明导电玻璃或PET(PI)柔性透明导电膜依次用去离子水、乙醇和 丙酮超声清洗，再经紫外臭氧处理，得到洁净的FTO(ITO)透明导电玻璃基板a和基板b或PET (PI)柔性透明导电膜基板a和基板b。
[0069] (2)在步骤（1)洁净的基板a表面旋涂或刮涂TiO2前驱液，在手套箱内80~120 °C退 火处理20~50分钟，或将洁净的FTO透明导电玻璃基板a在400~600°C下加热，将事先配好 的钛酸异丙酯溶液喷涂在此基底上，加热20~60分钟，最后得到表面涂覆20~150nm厚度的 Ti〇2电子传输薄膜的基板a。
[0070] (3)在步骤（1)洁净的基板b表面旋涂或刮涂NiO前驱液，在手套箱内80~120 °C退 火处理20~50分钟，或在将洁净的FTO透明导电玻璃衬底在400~600 °C下加热，将事先配好 的乙酰丙酮镍溶液喷涂在此基底上，加热20~60分钟，最后得到表面涂覆20~150nm厚度的 NiO空穴传输薄膜的基板b。
[0071] (4)在步骤(2)所得的TiO2电子传输层和步骤(3)所得的NiO空穴传输层表面分别 旋涂所述XZ 2 (X选自Pb2+、Sn2+、Ge2+或其混