【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的研究取得了很多有益的进展，光电转化效率不断提高，已逐渐接近商用晶硅太阳能电池。但相关研究表明，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池存在难以克服的稳定性问题，这使得相关产品的商业化进程受到了不小的阻碍。其根源在于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池中的有机基团对高温和紫外线的耐受能力较弱。一般情况下，钙钛矿太阳能电池依次由透明电极层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极层构成。钙钛矿吸光层对太阳光谱的响应基本只存在于近紫外-可见-近红外波段（300~800 nm），其他波长的光无法使钙钛矿太阳能电池发电。有机基团存在不稳定的化学键，一旦暴露在强烈的阳光中，有机基团会被紫外线破坏，远红外线的热效应对有机基团的稳定存在也十分不利。
2、绝大多数钙钛矿太阳能电池使用fto（掺杂氟的氧化锡）薄膜作为透明电极，这种材料的可见-近红外（380~800 nm）光学透射率很高，一般情况下可超过85 %，但其对中远红外光（3000~14000 nm）和紫外光（300~380 nm）的损耗不强，这些光不仅无益于钙钛矿太阳能电池发电，也对其稳定性不利。
3、使用dmd（介电/金属/介电多层膜）结构代替fto薄膜，使透明电极层在可见光波段（380~760 nm）具备更高的光学透射率和更高的电导率。所谓dmd结构，是一种通过各层材料不同性质相协同，从而实现更高品质因子（fom）的介电/金属/介电三明治膜系。常见d
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，通过对各层材料性质的分析，各层厚度的设置，精细地控制各层生长，最终实现阻挡紫外光和中远红外光，提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。本专利技术提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法，采用更加稳定的制备工艺，本专利技术提供的dmd透明电极层无需任何高温工艺即可形成结晶的薄膜。
2、本专利技术提供一种钙钛矿太阳能电池，包括依次层叠的衬底、dmd透明电极层、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层和金属电极层；
3、其中，所述dmd透明电极层包括依次层叠的第一介电层、金属层以及第二介电层，所述第二介电层与所述空穴传输层连接；
4、所述第一介电层和所述第二介电层均为掺杂锡的氧化铟薄膜、掺杂氟的氧化锡薄膜和掺杂铝的氧化锌薄膜中的一种；
5、所述金属层为au、ag和微氧化的纳米ag薄膜中的一种或多种。
6、根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池，还包括所述第一介电层的厚度为30nm~50 nm；
7、所述第二介电层的厚度为30 nm~50 nm；
8、所述金属层的厚度为8 nm~13 nm。
9、根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池，还包括所述衬底为云母、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和光学玻璃中的一种。
10、本专利技术还提供一种钙钛矿太阳能电池制备方法，用于制备上述钙钛矿太阳能电池，包括：
11、s1：采用磁控溅射法在衬底上依次生长第一介电层、金属层和第二介电层，获得dmd透明电极层；
12、s2：将空穴传输层前驱体溶液旋涂于dmd透明电极层的第二介电层表面，经第一退火后形成空穴传输层；
13、s3：将钙钛矿吸光层前驱体溶液旋涂于空穴传输层表面，经第二退火后形成钙钛矿吸光层；
14、s4：在钙钛矿吸光层表面真空蒸镀富勒烯和2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉形成电子传输层；
15、s5：在电子传输层表面真空蒸镀银形成金属电极层，得到钙钛矿太阳能电池。
16、根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，还包括所述s1步骤包括：
17、s11：将磁控溅射设备抽真空达到设定真空度，确认靶基距达到80 mm，通入氩气，并设定氩气流速，调节工作压强，接通射频电源；
18、s12：调节磁控溅射设备对应第一介电层靶位的第一溅射功率，控制第一溅射时长，生成第一介电层；
19、s13：调节磁控溅射设备对应金属层靶位的第二溅射功率，控制第二溅射时长，生成金属层；
20、s14：调节磁控溅射设备对应第二介电层靶位的第三溅射功率，控制第三溅射时长，生成第二介电层。
21、根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，还包括设定真空度为4×10-4pa~6×10-4pa；
22、所述氩气流速为75 sccm~85 sccm；
23、所述工作压强为0.9 pa~1.1 pa；
24、所述第一溅射功率为13w~42 w，所述第二溅射功率为13w~42 w，所述第三溅射功率为13w~42 w；
25、所述第一溅射时长大于或等于2 min，所述第二溅射时长大于或等于2 min，所述第三溅射时长大于或等于2 min。
26、根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，还包括所述第一介电层靶位所需的靶材为掺锡氧化铟、掺杂氟的氧化锡和掺杂铝的氧化锌中的一种或多种；
27、所述第二介电层靶位所需的靶材为掺锡氧化铟、掺杂氟的氧化锡和掺杂铝的氧化锌中的一种或多种；
28、所述金属层靶位所需的靶材为ag和au中的一种。
29、根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，还包括所述第一退火温度为95 ℃~105 ℃，第一退火时间为8 min~12 min；
30、所述第二退火温度为100 ℃~110 ℃，第二退火时间为8 min~12 min。
31、根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，还包括所述钙钛矿吸光层前驱体溶液浓度为3.35 mol/l，
32、钙钛矿为abx3，其中，a含有5 %的铯、95 %的甲脒，b为铅，x为碘。
33、根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，还包括所述空穴传输层前驱体溶液包括氧化镍分散液，浓度为5 mg/ml、两种有机磷化合物和溶剂；
34、其中，所述两种有机磷化合物为[2-(9h-咔唑-9-基)乙基]磷酸和[4-(9h-咔唑-9-基)丁基]磷酸混合溶液，浓度为0.3 mg/ml；
35、所述电子传输层包括富勒烯和2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉。
36、本专利技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
37、本专利技术提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，通过对各本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠的衬底、DMD透明电极层、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层和金属电极层；
2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第一介电层的厚度为30 nm~50 nm；
3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述衬底为云母、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和光学玻璃中的一种。
4.一种钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至3中任一项所述钙钛矿太阳能电池，包括：
5.根据权利要求4所述的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，所述S1步骤包括：
6.根据权利要求5所述的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求4所述的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，所述第一退火温度为95 ℃~105 ℃，第一退火时间为8 min~12 min；
9.根据权利要求4所述的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，
10.根据权利要求4所述的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，所述空穴传输层前驱体溶液包括氧化镍分散液，浓度为5 mg/mL、两种有机磷化合物和溶剂；
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠的衬底、dmd透明电极层、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层和金属电极层；
2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第一介电层的厚度为30 nm~50 nm；
3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述衬底为云母、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和光学玻璃中的一种。
4.一种钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至3中任一项所述钙钛矿太阳能电池，包括：
5.根据权利要求4所述的一种钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，所述s1步骤包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：张弛，颜璐洁，毛付龙，王治伟，王平卫，
申请(专利权)人：中矿资源天津新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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