一种高稳定性钙钛矿太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种高稳定性钙钛矿太阳能电池，包括不锈钢基底，所述钙钛矿太阳能电池还包括依次堆叠设于不锈钢基底上的空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层和透明导电玻璃层，所述空穴传输层为氧化镍层。与现有技术相比，在不锈钢衬底上制备钙钛矿太阳能电池，使用NiO作为空穴传输材料，可以很好的阻隔Fe离子对钙钛矿的腐蚀。Fe离子对钙钛矿的腐蚀。Fe离子对钙钛矿的腐蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性钙钛矿太阳能电池


[0001]本技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种高稳定性钙钛矿太阳能电池。

技术介绍

[0002]随着人类社会的高速发展,人们对于能源的需求也迅速增加,而有限的传统化石能源的大量消耗引起了环境污染及全球气温变暖等一系列问题,引发了人们对可持续能源的迫切需求。太阳能作为一种清洁的、取之不尽的能源恰好可以很好地解决目前日益尖锐的环境与能源之间的矛盾。
[0003]自从2009年首次报道采用有机
‑
无机杂化钙钛矿作为吸光材料用于太阳能电池以来,钙钛矿太阳能电池效率的快速提升引起了人们广泛的关注,这类电池具有制备工艺简单、转换效率高的优点,引发了钙钛矿电池的研究热潮。刚性基底的钙钛矿太阳能电池受制于不可弯曲，且厚度较厚，无法应用于一些光伏建筑一体化、便携式移动充电等特殊场景，柔性化发展已成为未来趋势。现在技术中，柔性钙钛矿太阳能电池一般使用PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)作为衬底，然后在衬底上沉积透明导电玻璃作为电极，工艺复杂，且成本较高。
[0004]不锈钢良好的导电性可以直接作为钙钛矿太阳能电池的电极，不需额外制备透明导电玻璃，而且成本较沉积了透明导电玻璃的PEN或PET有明显的优势。在CN201510975591公开的专利技术专利中采用0.1mm～0.3mm的不锈钢片作为基底，基底的厚度较大，制备的钙钛矿太阳能电池无法满足柔性需求，使用的电池结构“不锈钢基底/TiO2/CH3NH3PbI3/Spiro
‑
MeOTAD/Ag”中不锈钢片的Fe离子会扩散至钙钛矿吸收层，腐蚀钙钛矿材料，另外钙钛矿吸收层材料CH3NH3PbI3和空穴传输材料Spiro
‑
MeOTAD稳定性较差，在受热或者接触水汽后容易分解，导致电池效率衰减速度快，稳定性无法满足应用要求。

技术实现思路

[0005]本技术旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本技术提供一种高稳定性钙钛矿太阳能电池，目的是避免不锈钢片的Fe离子扩散至钙钛矿吸收层。
[0006]基于上述目的，本技术提供了一种高稳定性钙钛矿太阳能电池，包括不锈钢基底，所述钙钛矿太阳能电池还包括依次堆叠设于不锈钢基底上的空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层和透明导电玻璃层，所述空穴传输层为氧化镍层。
[0007]所述不锈钢基底的厚度为30
‑
200μm。
[0008]所述钙钛矿吸收层为FAPbI3层、CsPbI3层或Cs
x
FA1‑
x
PbI3层。
[0009]所述电子传输层为富勒烯和/或富勒烯衍生物层。
[0010]所述电子传输层为PCBM层、ICBA层或Bis
‑
C
60
层。
[0011]所述PCBM层的厚度为30nm。
[0012]所述氧化镍层的厚度为10
‑
20nm。
[0013]本技术的有益效果：与现有技术相比，在不锈钢衬底上制备钙钛矿太阳能电池，使用NiO作为空穴传输材料，可以很好的阻隔Fe离子对钙钛矿的腐蚀。在不锈钢衬底上使用FAPbI3作为吸收层，PCBM作为空穴传输层，可以提高电池稳定性。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本技术的结构示意图；
[0016]图中标记为：
[0017]1、不锈钢基底；2、空穴传输层；3、钙钛矿吸收层；4、电子传输层；5、透明导电玻璃。
具体实施方式
[0018]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。
[0019]需要说明的是，除非另外定义，本技术实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0020]如图1所示，一种高稳定性钙钛矿太阳能电池，包括不锈钢基底1，该钙钛矿太阳能电池还包括依次堆叠设于不锈钢基底1上的空穴传输层2、钙钛矿吸收层3、电子传输层4和透明导电玻璃5层，空穴传输层2为氧化镍层。采用此反式钙钛矿电池结构，致密的NiO可以起到保护钙钛矿吸收层不被不锈钢基底中的Fe离子腐蚀的作用。氧化镍层的厚度可为10
‑
20nm。
[0021]其中，不锈钢基底1的厚度为30
‑
200μm。使用厚度30μm
‑
200μm的不锈钢片作为基底，工艺简单，且成本低廉，制备的柔性钙钛矿太阳能电池基底厚度较薄，可弯曲直径大，柔性较好，应用场景广。采用此厚度范围的不锈钢基底可满足反式钙钛矿电池结构的制备需求。
[0022]作为一种可选的实施方式，钙钛矿吸收层3为FAPbI3层、CsPbI3层或CsxFA1
‑
xPbI3层。
[0023]作为一种可选的实施方式，电子传输层4为富勒烯和/或富勒烯衍生物层。优选的，电子传输层4为PCBM层、ICBA层或Bis
‑
C60层。即电池传输层材料除了使用PCBM外，还可以使用ICBA、Bis
‑
C
60
等其他的富勒烯及其衍生物。电子传输层为PCBM层时，PCBM层的厚度为30nm。FAPbI3和PCBM热稳定性好，可以避免电池在受热情况下材料的分解，提高电池稳定
性，满足应用需求。
[0024]下面通过具体的实例进行说明：
[0025]实施例1
[0026]一种在不锈钢基底上制备稳定的反式钙钛矿太阳能电池，包括50μm的不锈钢基片(基底)，空穴传输层NiO，钙钛矿吸收层FAPbI3，电子传输层PCBM和透明导电玻璃TCO；该钙钛矿太阳能电池的制备方法如下：
[0027]第一步，使用去离子水对19.5
×
43.7mm的不锈钢基底超声清洗30min；
[0028]第二步，在不锈钢基底上，通过溶胶
‑
凝胶法制备10nm
‑
20nm厚度的NiO薄膜；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性钙钛矿太阳能电池，包括不锈钢基底，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池还包括依次堆叠设于不锈钢基底上的空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层和透明导电玻璃层，所述空穴传输层为氧化镍层。2.根据权利要求1所述高稳定性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述不锈钢基底的厚度为30
‑
20μm。3.根据权利要求1所述高稳定性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸收层为FAPbI3层、CsPbI3层或Cs
x
FA1‑
x
PbI3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，郭铁，
申请(专利权)人：宣城先进光伏技术有限公司，
类型：新型
国别省市：