中，不添加铜酞菁，而采用2,2'， 7,7'_四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(Spiro-Ometad)。
[0149] 上述方法制备的平面异质结钙钛矿太阳能电池的器件结构如下：玻璃/ITO/C60/ CH3NH3PbI3/Spir〇-0metad/Au，有效面积为0.1〇11 2，光电转换效率数据见表1及图6。
[0150] 与实施例1(图4)和实施例2(图5)相比，对比例1(图6)利用类似的器件结构，采用 传统商业化的空穴传输材料Spir〇-0me tad作为空穴传输层，尽管其开路电压略高于实施例 1跟例2,但是短路短路电流及填充因子FF均低于以金属酞菁为空穴传输层的器件，这主要 是Spiro-Ometad的空穴迀移率要远小于金属酞菁，从而以spiro-ometad为空穴传输层的器 件光电转换效率只有6.8%。从器件稳定性看，实施例1和实施例2的电池器件工作500个小 时后其光电转换效率下降幅度小于10%，而对比例1工作50个小时，其光电转换效率下降超 过50%。本专利金属酞菁对钙钛矿太阳电池可以起到封装作用，有效降低水氧对器件稳定 性能的影响。
[0151] 测试条件:光谱分布AM1.5G，光照强度1000/m2，AAA太阳光模拟器(北京卓立汉光 公司ssl50型），I-V曲线用Keithly2400型数字源表进行测量，所有器件测试在大气环境中 正常测量。由表1中可以看出，在空穴传输层中添加了铜酞菁的太阳能电池，不论是介观结 构(实施例1)还是平面结构(实施例2)，短路电流密度(Jsc)较高，开路电压(Voc)较高，且填 充因子(FF)以及光电转化效率(PCE)均远高于对比例1。
[0152] 表1
[0153]
[0154] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0155] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种太阳能电池，其特征在于，包括： 电极； 吸光层，所述吸光层设置在所述电极的下表面； 空穴传输层，所述空穴传输层设置在所述吸光层的下表面，所述空穴传输层含有金属 献菁配合物；W及 对电极，所述对电极设置在所述空穴传输层的下表面， 其中，所述金属献菁配合物具有式I所示的通式，其中，M为中屯、金属，所述中屯、金属包括选自二价Cu、二价Zn、二价Ni、二价Pd、二价Sn、 二价Pt，非二价Al、非二价V W及非二价Ti中的至少之一，扣~Rs分别独立地选自氨原子、碳 数为1~18的直链烷基、碳数为1~18的支链烷基W及碳数为1~18的树枝状烷基， 前提是，Ri~R坏同时为氨，并且化~R坏能同时满足下列条件： (a) 化和Rs之一是氨和甲基之一，Ri和Rs的另一个是氨和甲基之一的另一个； (b) 化和R3之一是氨和甲基之一，R2和化的另一个是氨和甲基之一的另一个； (C)R4和Rs之一是氨和甲基之一，R4和化的另一个是氨和甲基之一的另一个；W及 (d) R6和R?之一是氨和甲基之一，Rs和化的另一个是氨和甲基之一的另一个； 且化~Rs不能同时满足下列条件： (e) 化和Rs之一是氨和异下基之一，Ri和Rs的另一个是氨和异下基之一的另一个； (f) 化和R3之一是氨和异下基之一，R2和化的另一个是氨和异下基之一的另一个； (g) R4和Rs之一是氨和异下基之一，R4和化的另一个是氨和异下基之一的另一个；W及 化)Rs和R?之一是氨和异下基之一，Rs和化的另一个是氨和异下基之一的另一个。2. 根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池为介观结构巧铁矿 太阳能电池。3. 根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池为平面结构巧铁矿 太阳能电池。4. 一种太阳能电池，其特征在于，包括： 衬底，所述衬底包括选自透明玻璃W及透明聚合物膜的至少之一； 电极，所述电极设置在所述衬底的下表面，所述电极是由透明金属氧化物形成的； 电子传输层，所述电子传输层设置在所述电极的下表面； 吸光层，所述吸光层设置在所述电子传输层的下表面，所述吸收层包括通式为AB)(3的巧 铁矿型化合物， 其中，A为选自甲氨基、乙胺基W及支链氨基的至少之一，B为铅或者锡，X为CUBr或者 I; 空穴传输层，所述空穴传输层设置在所述吸光层的下表面，所述空穴传输层含有金属 献菁配合物；W及 对电极，所述对电极设置在所述空穴传输层的下表面， 其中，所述金属献菁配合物具有式I所示的通式，其中，M为中屯、金属，所述中屯、金属包括选自二价Cu、二价Zn、二价Ni、二价Pd、二价Sn、 二价Pt，非二价Al、非二价VW及非二价Ti中的至少之一， 化~Rs分别独立地选自氨原子、碳数为1~18的直链烷基、碳数为1~18的支链烷基W及 碳数为1~18的树枝状烷基， 前提是，Ri~R坏同时为氨，并且化~R坏能同时满足下列条件： (a) 化和Rs之一是氨和甲基之一，Ri和Rs的另一个是氨和甲基之一的另一个； (b) 化和R3之一是氨和甲基之一，R2和化的另一个是氨和甲基之一的另一个； (C)R4和Rs之一是氨和甲基之一，R4和化的另一个是氨和甲基之一的另一个；W及 (d) R6和R?之一是氨和甲基之一，Rs和化的另一个是氨和甲基之一的另一个； 且化~Rs不能同时满足下列条件： (e) 化和Rs之一是氨和异下基之一，Ri和Rs的另一个是氨和异下基之一的另一个； (f) 化和R3之一是氨和异下基之一，R2和化的另一个是氨和异下基之一的另一个； (g) R4和Rs之一是氨和异下基之一，R4和化的另一个是氨和异下基之一的另一个；W及 化)Rs和R?之一是氨和异下基之一，Rs和化的另一个是氨和异下基之一的另一个。5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，所述透明聚合物膜是由选自聚氯乙 締、聚对苯二甲酸乙二醇醋、聚丙締W及聚乙締的至少之一形成的； 所述透明金属氧化物包括选自氧化铜锡、氣渗杂锡氧化物W及侣渗杂锋氧化物的至少 之一； 所述电极的方块电阻为5~120欧姆/□，优选8~30欧姆/□。6. 根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层包括选自Ti化、 Sn〇2、ZnO、富勒締W及PCBM的至少之一，所述电子传输层的厚度为20~150nm，优选20~ SOnm ； 所述吸光层的厚度为100~1200皿，优选100~400皿。7. -种制备权利要求4~6任一项所述的太阳能电池的方法，其特征在于，包括： (1) 提供衬底，在所述衬底的下表面通过瓣射形成电极； (2) 在所述电极的下表面形成电子传输层，所述电子传输层是通过溶液成膜技术或者 原子层沉积技术形成的， 其中，所述溶液成膜技术包括选自旋涂、提拉法、丝网印刷的至少之一； (3) 在所述电子传输层的下表面形成吸光层，所述吸光层是通过液相法、气相共蒸沉积 法W及气相辅助液相法中的任意一种形成的； (4) 在所述吸光层的下表面形成空穴传输层，所述空穴传输层是通过蒸锻、旋涂、提拉 或者丝网印刷技术形成的；W及 (5) 在所述空穴传输层的下表面形成对电极。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，形成的所述电子传输层的厚 度为20~150nm，优选20~50nm。9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，形成的所述吸光层的厚度为 100 ~1200nm，优选 100 ~400nm。
【专利摘要】本发明提出了太阳能电池以及制备太阳能电池的方法。该太阳能电池包括：电极；吸光层，所述吸光层设置在所述电极的下表面；空穴传输层，所述空穴传输层设置在所述吸光层的下表面，所述空穴传输层含有金属酞菁配合物；以及对电极，所述对电极设置在所述空穴传输层的下表面，其中，所述金属酞菁配合物具有式I所示的通式。由此，可以提高空穴传输层与吸光层的能级匹配程度，降低成本，并对吸光层起到钝化以及保护的作用。
【IPC分类】H01L51/48, H01L51/42, H01L51/46
【公开号】CN105514282
【申请号】CN201610081122
【发明人】许宗祥, 张军, 王玉龙
【申请人】南方科技大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年2月5日