【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能电池，具体涉及一种锡基钙钛矿太阳能电池。
技术介绍
1、金属卤化物钙钛矿是一种可溶液法制备的新兴离子型半导体材料，化学通式为abx3，其中a+代表一价阳离子(例如ch3nh3+(ma+)、hc(nh2)2+(fa+)或cs+)，b2+表示二价金属阳离子(例如pb2+、sn2+或ge2+)，x–是负一价卤素或类卤素阴离子(例如cl–、br–、i–、scn–或其混合物)。在典型的钙钛矿晶胞中，b位和x位离子分别占据[bx6]4–八面体的中心和顶点，十二配位的a位离子则位于八面体网络的间隙，[bx6]4–八面体以共顶点方式周期性排列，构成三维网状结构。该结构不仅赋予了钙钛矿对可见光范围强宽的吸收，也令其具备优异的电输运性质，如载流子寿命长(～100ns)、激子扩散长度大(～1μm)和载流子迁移率高(～102cm2v–1s–1)[2-4]等。因此，金属卤化物钙钛矿材料在光伏领域备受关注，直至2023年末，钙钛矿太阳能电池的记录效率已达26.1％，与单晶硅(26.1％)持平，充分证明了钙钛矿材料在薄膜光伏领域中巨大的应用价值。
2、锡基钙钛矿是钙钛矿光伏材料中的重要分支，通过用离子半径和化学性质类似的锡替换b位的金属铅，避免了传统铅基钙钛矿的高毒性缺点。近年来，通过在界面/制备工艺创新、溶剂/添加剂工程以及相结构/组分调控等方面的共同作用，锡基钙钛矿太阳能电池最优效率逐年攀升，目前已达14.8％。此外，其光学带隙更窄，根据细致平衡原理，其能量转换效率理论上限(肖克利–奎瑟极限)高于铅基体系，因而被认为是有望
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种基于泽贝克效应的新型锡基钙钛矿太阳能电池器件，以有效抑制载流子复合导致的开路电压损失。
2、本专利技术提供的锡基钙钛矿太阳能电池，是基于泽贝克(seebeck)效应原理的，具体是在传统薄膜光伏电池的基础上，延长有效层区域(包括延长透明基底1、锡基钙钛矿薄膜4)，沿薄膜面内方向形成光照区和暗态区，其结构参见图1所示；所述光照区包括从上至下依次叠合的透明基底1、透明电极2、空穴传输层3、锡基钙钛矿薄膜4、电子传输层5、金属电极6；所述暗态区包括从上至下依次叠合的透明基底1、透明电极7、锡基钙钛矿薄膜4；在暗态区的氧化铟锡电极7与光照区的氧化铟锡电极2和空穴传输层3之间由锡基钙钛矿薄膜层4间隔，且光照区的锡基钙钛矿薄膜4与暗态区的锡基钙钛矿薄膜4连接为一体；在暗态区没有空穴传输层3、电子传输层5、金属电极6。
3、本专利技术中，光照区的结构为常见p-i-n薄膜太阳能电池的结构，在暗态区，没有空穴传输层3、电子传输层5、金属电极6。
4、本专利技术的锡基钙钛矿太阳能电池的制备方法，具体步骤如下：
5、(a)首先在透明基底上设电极的沉积图案，沉积光照区透明电极；另一端沉积暗态端透明电极，两端为同种电极材料，中间保留间隔以保证热流的产生和温场的形成；进行紫外臭氧。
6、(b)在所述基底上沉积空穴传输层，然后用甲醇擦除光照有效区以外的部分。
7、(c)在所述空穴传输层上沉积锡基卤化物钙钛矿薄膜，经退火处理。
8、(d)在所述锡基钙钛矿薄膜上旋涂或蒸镀电子传输层，经退火处理。
9、(e)通过聚酰亚胺胶带遮盖光照有效区，用甲苯/氯苯溶剂洗去剩余部分的电子传输层，退火处理。
10、(f)最后在光照区域蒸镀金属电极，厚度可为20-200nm。
11、本专利技术中，步骤(c)中所述沉积锡基钙钛矿薄膜是采用旋涂或蒸镀方法。
12、本专利技术中，步骤(d)中沉积电子传输层是采用旋涂、刮涂或蒸镀方法。
13、本专利技术中，步骤(e)中所述电极材料为au、ag、al、cu电极中的至少一种，其厚度为20-200nm之间。
14、本专利技术中，所述卤化物钙钛矿中卤素为cl、br和i中的至少一种；所述锡基钙钛矿卤化物中的一价正离子为ma+、fa+和cs+中的至少一种。
15、本专利技术中，所述电子传输层材料为c60、pc61bm、icba及其他富勒烯衍生物中的一种。
16、本专利技术太阳能电池工作时，暗态端的透明电极需要接地。
17、本专利技术太阳能电池工作时，将暗态部分用掩模版进行光照遮挡，而光照部分正常照光，使得自发形成薄膜面内方向的温差，基于泽贝克效应驱动背景载流子向暗态端聚集，产生背景载流子的重新分布，降低了光伏有效区域背景载流子浓度，从而减少光生载流子复合导致的开路电压损失，即提高输出电压。
18、在传统锡基钙钛矿太阳能电池中，所采用的减少载流子复合的手段存在成本高、重复性差、适用范围窄、功能单一的问题。本专利技术区别于常用的组分设计、添加剂工程、界面钝化等薄膜优化策略，从宏观器件角度调制不同载流子的输运路径，利用热电泽贝克效应，通过新型器件结构设计和温差的引入，调节背景载流子的分布以减少锡基钙钛矿中自掺杂效应导致的电压损失，具有方法简单、适用广泛的优势，并可以结合其他薄膜材料优化手段一起运用，有效提升太阳能电池输出电压。
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1.一种有效抑制开路电压损失的锡基钙钛矿太阳能电池，是基于泽贝克效应原理的，其特征在于，在传统薄膜光伏电池的基础上，延长有效层区域，包括延长石英玻璃基底、氧化铟锡电极、锡基钙钛矿薄膜，形成光照区和暗态区，其中：
2.一种如权利要求1所述锡基钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(c)中所述沉积锡基钙钛矿薄膜是采用旋涂或蒸镀方法。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(d)中沉积电子传输层是采用旋涂、刮涂或蒸镀方法。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(e)中所述电极材料为Au、Ag、Al、Cu电极中的至少一种，其厚度为20-200nm之间。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述卤化物钙钛矿中卤素为Cl、Br和I中的至少一种；所述金属钙钛矿卤化物中的一价正离子为MA+、FA+和Cs+中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电子传输层材料为C60、PC61BM、ICBA及其他富勒烯衍生物中的一种。
...【技术特征摘要】
1.一种有效抑制开路电压损失的锡基钙钛矿太阳能电池，是基于泽贝克效应原理的，其特征在于，在传统薄膜光伏电池的基础上，延长有效层区域，包括延长石英玻璃基底、氧化铟锡电极、锡基钙钛矿薄膜，形成光照区和暗态区，其中：
2.一种如权利要求1所述锡基钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(c)中所述沉积锡基钙钛矿薄膜是采用旋涂或蒸镀方法。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(d)中沉积电子传输...
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