【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池领域，具体涉及一种半导体化合物、太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、cu2znsns4(czts)是一种具有优异化学稳定性和高空穴迁移率的p型半导体。czts的价带位置与钙钛矿光吸收材料的价带位置匹配良好，因此czts可作为钙钛矿的空穴传输材料来制备n-i-p型钙钛矿太阳能电池。
2、当前，将czts作为htl(空穴传输层)的制备方法主要是先通过热注射法合成纳米粒子前驱液，再将纳米粒子前驱液旋涂到钙钛矿层上，然后进行退火处理，形成czts薄膜层。
3、但是，现有技术存在以下不足：1、对于一些钙钛矿薄膜(例如三阳离子钙钛矿薄膜)，czts的价带偏移不够大，使得能级匹配度低，低匹配度影响钙钛矿层向htl层注入空穴，这种钙钛矿太阳电池性能不佳；2、czts前驱液的制备工艺复杂，而且通过旋涂法制备的czts薄膜结晶质量不高，均匀性不佳，薄膜层会出现较多的晶界，晶界的存在将影响器件的性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术的太阳能电池空穴传输层与钙钛矿能级匹配较差、晶界过多的问题，提供一种半导体化合物、太阳能电池及其制备方法。相较于现有技术，本专利技术提供的半导体化合物采用cd部分取代了zn在cuaznxsnbsec中的位置，从而降低了晶格常数和空穴浓度，同时cd掺杂也能够降低该半导体化合物表面的zn、se含量，加之该半导体化合物通过真空蒸镀法制备得到，可实现具有高的薄膜均匀性，上述因素可使得由该半导体化合物形成的空穴传
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种半导体化合物，该半导体化合物的化学组成满足化学式cuacdxzn1-xsnbsec，其中a为1.95-2.05，b为0.95-1.05，c为3.95-4.05，x为0.65-0.69。
3、本专利技术第二方面提供一种太阳能电池，该太阳能电池包括由第一方面所述的半导体化合物形成的空穴传输层。
4、本专利技术第三方面提供前述第一方面所述的太阳能电池的制备方法，所述方法包括如下步骤：
5、(1)在真空蒸镀的条件下，在待镀件的光吸收层上沉积空穴传输层，得到沉积件；
6、(2)将所述沉积件进行原位退火处理，得到退火件；
7、(3)在所述退火件的空穴传输层上沉积第二电极层；
8、其中，所述待镀件包含依次层叠的第一电极层、电子传输层、光吸收层。
9、通过上述技术方案，本专利技术提供的一种半导体化合物、太阳能电池及其制备方法获得以下有益的效果：
10、现有技术的空穴传输层多采用cu2znsns4(简称czts)，该材料采用cu、zn、sn和s四种元素，而本专利技术提供的半导体化合物cuacdxzn1-xsnbsec(简称ccztse)含有特定比例的元素cu、cd、zn、sn和se。该半导体化合物cuacdxzn1-xsnbsec(ccztse)作为钙钛矿空穴传输层材料，相较于czts，具有更高的电荷传输性能，并且该半导体化合物(ccztse)具有更合适的价带偏移，通过掺杂cd形成ccztse来调节组分带隙以适应钙钛矿层的价带，使得能级匹配，更利于从钙钛矿层注入空穴，利于电荷传输并提升钙钛矿太阳能电池的短路电流密度(jsc)以及填充因子(ff)，使得钙钛矿太阳能电池同时具有高的短路电流密度、填充因子和光电转换效率(pce)。
11、现有技术制备czts层，采用热注射法制备前驱液并通过旋涂形成薄膜层，本专利技术提供的半导体化合物采用真空共蒸发法制备。相比于现有技术的czts薄膜层制备方法，真空共蒸发法的工艺简单并且制备的半导体化合物薄膜均匀性提高，得到的空穴传输层膜厚50-150nm，结晶质量得以改善，使得晶界和缺陷变少，从而提升钙钛矿太阳能电池的性能。
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1.一种半导体化合物，其特征在于，该半导体化合物的化学组成满足化学式CuaCdxZn1-xSnbSec，其中a为1.95-2.05，b为0.95-1.05，c为3.95-4.05，x为0.65-0.69。
2.根据权利要求1所述的半导体化合物，其中，a为1.99-2.01，b为0.99-1.01，c为3.99-4.01，x为0.66-0.68。
3.根据权利要求1或2所述的半导体化合物，其中，所述半导体化合物的价带偏移为0.1-0.3eV，进一步优选为0.15-0.25eV；
4.一种太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池包括由权利要求1-3中任意一项所述的半导体化合物形成的空穴传输层。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，该太阳能电池包括依次层叠的第一电极层、电子传输层、光吸收层、空穴传输层和第二电极层。
6.根据权利要求4或5所述的太阳能电池，其中，所述光吸收层的材料选自锡基钙钛矿、二元共混钙钛矿和三元共混钙钛矿中的至少一种；
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的太阳能电池，其中，所述电子传输层的材
8.根据权利要求4-7中任意一项所述的太阳能电池，其中，在电流-电压特性曲线测试中，在光照区域面积为0.16cm2的条件下，所述太阳能电池的短路电流密度为22-25mA/cm2，开路电压为0.9-1.05V，填充因子为70-80％，光电转换效率为15-18％。
9.一种权利要求4-8中任意一项所述的太阳能电池的制备方法，所述方法包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述真空蒸镀的条件包括：真空度为8×10-6-2×10-5Pa，真空蒸镀的时间为5-8min；
...【技术特征摘要】
1.一种半导体化合物，其特征在于，该半导体化合物的化学组成满足化学式cuacdxzn1-xsnbsec，其中a为1.95-2.05，b为0.95-1.05，c为3.95-4.05，x为0.65-0.69。
2.根据权利要求1所述的半导体化合物，其中，a为1.99-2.01，b为0.99-1.01，c为3.99-4.01，x为0.66-0.68。
3.根据权利要求1或2所述的半导体化合物，其中，所述半导体化合物的价带偏移为0.1-0.3ev，进一步优选为0.15-0.25ev；
4.一种太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池包括由权利要求1-3中任意一项所述的半导体化合物形成的空穴传输层。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，该太阳能电池包括依次层叠的第一电极层、电子传输层、光吸收层、空穴传输层和第二电极层。
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【专利技术属性】
技术研发人员：周长著，郑艾彬，王璐璐，孙翔，向昱任，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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