太阳能电池及其制备方法与流程

本技术涉及太阳能电池，特别是涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、钙钛矿材料凭借其优异的光电性能以及低成本的优势，适合作为太阳能电池的吸光层。与钙钛矿层的体相相比，钙钛矿层的界面缺陷较多。钙钛矿层的界面缺陷将增加太阳能电池的非辐射复合，导致太阳能电池性能下降。此外，钙钛矿层的界面缺陷也是诱导太阳能电池在工作条件下失效的关键因素。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种太阳能电池及其制备方法，以提高太阳能电池的稳定性。

2、第一方面，提供一种太阳能电池，包括：

3、第一电极和第二电极；

4、钙钛矿层，设置于所述第一电极和所述第二电极之间；

5、第一界面钝化层，设置于所述钙钛矿层和所述第一电极之间；以及

6、第二界面钝化层，设置于所述钙钛矿层和所述第二电极之间；

7、其中，所述第一界面钝化层和所述第二界面钝化层的材料均包括无机材料。

8、可选地，所述第一界面钝化层的材料包括：氧化铝、氧化硅和氧化镁中的一种或多种；和/或

9、所述第二界面钝化层的材料包括：氧化铝、氧化硅和氧化镁中的一种或多种。

10、可选地，所述第一界面钝化层的厚度为0.1nm～50nm；和/或

11、所述第二界面钝化层的厚度为0.1nm～50nm。

12、可选地，所述第一界面钝化层和所述第二界面钝化层均整层覆盖所述钙钛矿层。

13、可选地，所述太阳能电池还包括电子传输层，所述电子传输层设置于所述第二电极和所述第二界面钝化层之间；和/或

14、所述太阳能电池还包括空穴传输层，所述空穴传输层设置于所述第一电极和所述第一界面钝化层之间。

15、可选地，所述电子传输层的材料包括：富勒烯及其衍生物、石墨烯和碳纳米管中的两种或两种以上。

16、可选地，所述电子传输层的厚度为0.1nm～100nm。

17、可选地，所述太阳能电池还包括基底层，所述基底层设置于所述第一电极的背离所述钙钛矿层的表面；

18、所述电子传输层设置于所述第二界面钝化层的背离所述钙钛矿层的表面；

19、所述电子传输层的材料包括：氧化锌、氧化钛，氧化锡和氧化铌中的一种或多种材料。

20、可选地，所述电子传输层的厚度为1nm～100nm。

21、可选地，所述空穴传输层设置于所述第一界面钝化层的背离所述钙钛矿层的表面；

22、所述太阳能电池还包括：基底层、以及设置于所述空穴传输层和所述第一电极之间的致密阻隔层；

23、所述基底层设置于所述第一电极的背离所述钙钛矿层的表面；

24、所述致密阻隔层用于允许空穴在所述第一电极和所述空穴传输层之间传输，而阻止所述钙钛矿层与所述第一电极接触。

25、可选地，所述致密阻隔层的材料包括：氧化铝、氧化硅和氧化镁中的一种或多种。

26、可选地，所述致密阻隔层的厚度为0.1nm～5nm。

27、可选地，所述太阳能电池包括层叠的第一电池和第二电池，所述第一电池包括：所述钙钛矿层、所述第一界面钝化层和所述第二界面钝化层，所述第二电池为钙钛矿电池、硅基太阳能电池、硒化铜铟镓太阳能电池和有机薄膜太阳能电池中的任一种。

28、第二方面，提供一种太阳能电池的制备方法，包括：

29、在基底层上形成第一电极；

30、在所述第一电极的背离所述基底层的一侧层叠形成第一界面钝化层、钙钛矿层、第二界面钝化层和第二电极；其中，所述钙钛矿层形成在所述第一电极和所述第二电极之间，所述第一界面钝化层形成在所述第一电极和所述钙钛矿层之间，所述第二界面钝化层形成在所述第二电极和所述钙钛矿层之间，所述第一界面钝化层和所述第二界面钝化层的材料均包括无机材料。

31、可选地，所述第一界面钝化层和所述第二界面钝化层分别独立地采用如下方法之一沉积得到：

32、原子层沉积、蒸镀法、磁控溅射和等离子体化学气相沉积。

33、可选地，所述太阳能电池还包括电子传输层；所述制备方法还包括：

34、在所述第二界面钝化层上形成所述第二电极之前，采用蒸镀法在所述第二界面钝化层背离所述钙钛矿层的表面形成所述电子传输层；所述电子传输层的材料包括：富勒烯及其衍生物、石墨烯和碳纳米管中的两种或两种以上。

35、可选地，所述蒸镀法采用的蒸发方式包括：热蒸发、电子束蒸发和近空间升华蒸发中的至少一种。

36、可选地，所述电子传输层的材料采用多源共蒸的方式进行蒸镀；或者

37、所述电子传输层的材料采用物理混合后进行单源共蒸。

38、可选地，所述太阳能电池还包括电子传输层；所述制备方法还包括：

39、在所述第二界面钝化层上形成所述第二电极之前，采用如下方法之一在所述第二界面钝化层背离所述钙钛矿层的表面沉积所述电子传输层：

40、原子层沉积、反应等离子体沉积、磁控溅射、狭缝涂布、刮涂、喷涂和喷墨打印；

41、其中，所述电子传输层的材料包括：氧化锌、氧化钛，氧化锡和氧化铌中的一种或多种材料。

42、可选地，所述太阳能电池还包括空穴传输层和致密阻隔层；所述制备方法还包括：

43、在所述第一电极上形成所述第一界面钝化层之前，在所述第一电极上依次形成所述致密阻隔层和所述空穴传输层；所述致密阻隔层用于允许空穴在所述第一电极和所述空穴传输层之间传输，而阻止所述钙钛矿层与所述第一电极接触。

44、第三方面，提供一种太阳能电池，包括：

45、第一电极和第二电极；

46、钙钛矿层，设置于所述第一电极和所述第二电极之间；

47、空穴传输层，设置于钙钛矿层和第一电极之间；

48、致密阻隔层，设置于所述第一电极和所述钙钛矿层之间，用于允许空穴在所述第一电极和所述空穴传输层之间传输，而阻止所述钙钛矿层与所述第一电极接触。

49、可选地，所述致密阻隔层的材料包括：氧化铝、氧化硅和氧化镁中的一种或多种。

50、可选地，所述致密阻隔层的厚度为0.1nm～5nm。

51、第四方面，提供一种太阳能电池的制备方法，包括：

52、在基底层上形成第一电极；

53、在所述第一电极背离所述基底层的一侧依次层叠形成致密阻隔层、空穴传输层、钙钛矿层和第二电极；

54、所述致密阻隔层用于允许空穴在所述第一电极和所述空穴传输层之间传输，而阻止所述钙钛矿层与所述第一电极接触。

55、上述的太阳能电池及其制备方法的有益效果如下：

56、通过在第一电极和钙钛矿层之间设置第一界面钝化层，以及在第二电极和钙钛矿层之间设置第二界面钝化层，由于该第一界面钝化层和第二界面钝化层的材料均包括无机材料，因此，一方面，与相关技术中仅在钙钛矿层的单面设置无机材料进行钝化相比，可以进一步提高该太阳能电池的稳定性；另一方面，这些无机材料相对于有机材料形成的钝化层更加致密，由此，该第一界面钝化层和第二界面钝化层可以有效阻隔钙钛矿层与金属电极之间发生离子迁移，从而可以减少离子迁移对太阳能电池造成的稳定性下降的问题，进一步提高太阳能电池的材料和性能稳定性，减少性能衰减。