钙钛矿太阳电池的电子传输层及其制备方法和应用与流程

本发明属于钙钛矿太阳电池生产，具体涉及一种钙钛矿太阳电池的电子传输层及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在众多太阳能电池中，钙钛矿太阳电池由于其高的光电转换效率及低成本的溶液法制备工艺受到广泛关注，对于反式钙钛矿太阳电池来说，较好的稳定性、易制备柔性器件或叠层器件等优势使其在商业化领域较为突出，但另一方面需要考虑的是如何在量产的基础上降低成本。在实验室阶段为冲刺冠军效率，一般会使用成本较高的有机电子传输层材料，如pcbm、c60等。

2、采用pcbm、c60等材料制备的钙钛矿太阳电池，具有以下缺点：(1)pcbm、c60等有机电子传输层材料价格昂贵，导致制备得到的钙钛矿太阳电池成本过高，不适宜商业化生产；(2)pcbm、c60等有机电子传输层材料耐候性较差，且在大规模生产中沉积加工路线复杂，进一步增加了生产成本；(3)pcbm、c60等有机电子传输层材料易受环境水汽侵入，影响电子传输层的稳定性，进而降低钙钛矿太阳电池的寿命。

3、由于pcbm材料的价格过高，不太适合作为商业化生产材料，因此本申请对c60作为电子传输层的制备材料进行改进。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种钙钛矿太阳电池的电子传输层及其制备方法和应用。由此，采用c60和无机铅化物所形成的混合物作为电子传输层，既可以降低材料成本和加工成本，且钙钛矿太阳电池具有良好的光电转化效率，又可以阻挡水汽侵入，延长钙钛矿太阳电池的使用寿命。

2、在本发明的一个方面，本发明提出了一种钙钛矿太阳电池的电子传输层。根据本发明的实施例，上述电子传输层包括c60和无机铅化物所形成的混合物。

3、根据本发明实施例的钙钛矿太阳电池的电子传输层，相比于纯粹的c60材料而言，采用c60和无机铅化物所形成的混合物作为电子传输层，无机铅化物的添加可以减少c60的用量，减少c60的材料成本和c60的加工成本，钙钛矿太阳电池的光电转化效率基本相同，与此同时，无机铅化物的添加可以阻挡水汽侵入，增加电子传输层的稳定性，延长钙钛矿太阳电池的使用寿命。由此，采用c60和无机铅化物所形成的混合物作为电子传输层，既可以降低材料成本和加工成本，且钙钛矿太阳电池具有良好的光电转化效率，又可以阻挡水汽侵入，延长钙钛矿太阳电池的使用寿命。

4、另外，根据本发明上述实施例的电子传输层还可以具有如下附加的技术特征：

5、在本发明的一些实施例中，所述无机铅化物包括硫化铅。

6、在本发明的一些实施例中，所述c60和所述无机铅化物的质量比为1：(1-3)。

7、在本发明的一些实施例中，所述电子传输层的厚度为5-40nm。

8、在本发明的第二个方面，本发明提出了一种制备钙钛矿太阳电池的电子传输层的方法，上述方法包括：将c60和无机铅化物进行混合得到电子传输层。

9、根据本发明实施例的钙钛矿太阳电池的方法，相比于纯粹的c60材料而言，将c60和无机铅化物进行混合得到电子传输层，无机铅化物的添加可以减少c60的用量，减少c60的材料成本和c60的加工成本，钙钛矿太阳电池的光电转化效率基本相同，与此同时，无机铅化物的添加可以阻挡水汽侵入，增加电子传输层的稳定性，延长钙钛矿太阳电池的使用寿命。由此，采用c60和无机铅化物所形成的混合物作为电子传输层，既可以降低材料成本和加工成本，且钙钛矿太阳电池具有良好的光电转化效率，又可以阻挡水汽侵入，延长钙钛矿太阳电池的使用寿命。

10、另外，根据本发明上述实施例的方法还可以具有如下附加的技术特征：

11、在本发明的一些实施例中，所述电子传输层的制备方法包括磁控溅射法、真空蒸镀法、溶液法、ald法和rpd法中的至少一种。

12、在本发明的一些实施例中，将所述c60和所述无机铅化物进行混合共蒸得到电子传输层。

13、在本发明的一些实施例中，所述无机铅化物包括硫化铅。

14、在本发明的一些实施例中，所述c60和所述无机铅化物进行混合的质量比为1：(1-3)。

15、在本发明的一些实施例中，所述电子传输层的厚度为5-40nm。

16、在本发明的第三个方面，本发明提出了一种钙钛矿太阳电池，上述钙钛矿太阳电池包括：自下而上依次设置的导电基底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、以上实施例所述的电子传输层或以上实施例所述的方法制备得到的电子传输层以及金属电极层。由此，既可以显著降低钙钛矿太阳电池的制备成本，钙钛矿太阳电池具有良好的光电转化效率，又可以延长钙钛矿太阳电池的使用寿命。

17、另外，根据本发明上述实施例的钙钛矿太阳电池还可以具有如下附加的技术特征：

18、在本发明的一些实施例中，所述导电基底的厚度为2.2-3.2mm。

19、在本发明的一些实施例中，所述空穴传输层的厚度为10-20nm。

20、在本发明的一些实施例中，所述钙钛矿吸光层的厚度为300-600nm。

21、在本发明的一些实施例中，所述金属电极层的厚度为50-110nm。

22、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种钙钛矿太阳电池的电子传输层，其特征在于，电子传输层包括c60和无机铅化物所形成的混合物。

2.根据权利要求1所述的电子传输层，其特征在于，所述无机铅化物包括硫化铅。

3.根据权利要求1或2所述的电子传输层，其特征在于，所述c60和所述无机铅化物的质量比为1：(1-3)。

4.根据权利要求1或2所述的电子传输层，其特征在于，所述电子传输层的厚度为5-40nm。

5.一种制备钙钛矿太阳电池的电子传输层的方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电子传输层的制备方法包括磁控溅射法、真空蒸镀法、溶液法、ald法和rpd法中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述c60和所述无机铅化物进行混合共蒸得到电子传输层。

8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，所述无机铅化物包括硫化铅；

9.一种钙钛矿太阳电池，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述导电基底的厚度为2.2-3.2mm；

技术总结
本发明公开了钙钛矿太阳电池的电子传输层及其制备方法和应用，上述电子传输层包括C60和无机铅化物所形成的混合物。由此，采用C60和无机铅化物所形成的混合物作为电子传输层，既可以降低材料成本和加工成本，且钙钛矿太阳电池具有良好的光电转化效率，又可以阻挡水汽侵入，延长钙钛矿太阳电池的使用寿命。

技术研发人员：邱伟,陶冉,王学雷,邵君
受保护的技术使用者：极电光能有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14