【技术实现步骤摘要】
本申请属于太阳能电池，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、钙钛矿材料(perovskite)是一类具有尺寸均一、色纯度高的半导体材料，其元素组成具有与矿石catio3相似的晶体结构。钙钛矿材料对光的吸收能力强，吸收范围广，在光电领域具有极大优势，例如以钙钛矿材料为吸光层的钙钛矿太阳能电池(perovskitesolar cells，pscs)发展迅速，其具有优异的载流子迁移率、高吸收系数和低成本溶液加工等特点，受到企业界广泛关注。
2、钙钛矿太阳能电池中一般使用金属氧化物作为电子传输层材料，这样的电子传输层表面一般产生多孔结构，而且钙钛矿薄膜的结晶结构仍有结晶缺陷，钙钛矿层与金属氧化物的电子传输层间孔隙较多，导致钙钛矿太阳能电池性能下降。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，旨在解决如何改善钙钛矿太阳能电池中电子传输层和钙钛矿层之间的层间隙以提高其性能的技术问题。
2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
3、第一方面，本申请提供一种钙钛矿太阳能电池，包括第一电极、第二电极以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的钙钛矿层，所述钙钛矿层和所述第一电极之间设置有电子传输层，所述电子传输层的材料包括金属氧化物，所述钙钛矿层与所述电子传输层之间设有如式i所示的有机分子；
4、
5、其中，x包括羰基、羧基、羟基、硫醇基、亚胺基、氰基、硝基中的至少一种，r为-(ch2
6、在一些实施例中，x为羧基；和/或，n＝2～5。
7、在一些实施例中，所述有机分子与所述钙钛矿层中的钙钛矿材料的摩尔比为(0.01～0.04)：1。
8、在一些实施例中，所述金属氧化物包括tio2、niox、sno2、zro2、zno中的至少一种；
9、和/或，所述钙钛矿层和所述第二电极之间设置有空穴传输层。
10、第二方面，本申请提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括：
11、在第一电极上制备含有金属氧化物的电子传输层；
12、将含有式i所示有机分子的钙钛矿前驱体溶液沉积在所述电子传输层表面，然后进行热处理，得到钙钛矿层；
13、在所述钙钛矿层上制备第二电极；
14、
15、其中，x包括羰基、羧基、羟基、硫醇基、亚胺基、氰基、硝基中的至少一种，r为-(ch2)n-或羟基取代的-(ch2)n-，n为大于或等于1的整数。
16、在一些实施例中，所述钙钛矿前驱体溶液的制备步骤包括：
17、将式i所示的有机分子对应的卤盐和钙钛矿前驱体溶于溶剂中，得到所述钙钛矿前驱体溶液；
18、或者，将式ii所示的有机分子和钙钛矿前驱体溶于溶剂中，然后调节溶液酸碱值使式ii所示的有机分子氨基端质子化，得到所述钙钛矿前驱体溶液；
19、
20、在一些实施例中，所述式i所示的有机分子对应的卤盐与所述钙钛矿前驱体的摩尔比为(0.01～0.04)：1；或者，所述式ii所示的有机分子与所述钙钛矿前驱体的摩尔比为(0.01～0.04)：1。
21、在一些实施例中，所述溶剂包括二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺中的至少一种。
22、在一些实施例中，所述热处理的温度为100～150℃。
23、在一些实施例中，在所述钙钛矿层上制备第二电极的步骤包括：先在所述钙钛矿层的表面制备空穴传输层，然后在所述空穴传输层上制备所述第二电极。
24、本申请第一方面提供的钙钛矿太阳能电池，在钙钛矿层与含有金属氧化物的电子传输层之间设置特有的有机分子，该有机分子的x基团可以与电子传输层表面金属氧化物结合，而质子化氨基(-nh3+)可以与钙钛矿层的钙钛矿材料结合，基于该有机分子作用可以改善电子传输层和钙钛矿层之间孔隙，使层间结合更紧密，这样有利于提高电子传输性能，从而提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。
25、本申请第二方面提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法，将含有式i所示的有机分子的钙钛矿前驱体溶液沉积在含金属氧化物的电子传输层表面，然后进行热处理形成钙钛矿膜层，该过程中式i所示的有机分子起到分子模板作用，其x基团可以与金属氧化物结合，而质子化氨基(-nh3+)可以与钙钛矿材料结合，这样有利于钙钛矿结晶成核使钙钛矿沿着电子传输层多孔性表面结晶成长，并填满其多孔结构，生成的钙钛矿层可以和电子传输层结合更紧密，从而有利于提高电子传输性能，最终制备得到的钙钛矿太阳能电池具有很好的能量转换效率。
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1.一种钙钛矿太阳能电池，包括第一电极、第二电极以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的钙钛矿层，其特征在于，所述钙钛矿层和所述第一电极之间设置有电子传输层，所述电子传输层的材料包括金属氧化物，所述钙钛矿层与所述电子传输层之间设有如式I所示的有机分子；
2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，X为羧基；和/或，n＝2～5。
3.如权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述有机分子与所述钙钛矿层中的钙钛矿材料的摩尔比为(0.01～0.04)：1。
4.如权利要求1-3任一项所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述金属氧化物包括TiO2、NiOx、SnO2、ZrO2、ZnO中的至少一种；
5.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱体溶液的制备步骤包括：
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述式I所示的有机分子对应的卤盐与所述钙钛矿前驱体的摩尔比为(0.01～0.04)：1；或者，所述式II所示的有机分
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括二甲基亚砜和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
9.如权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为100～150℃。
10.如权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述钙钛矿层上制备第二电极的步骤包括：先在所述钙钛矿层的表面制备空穴传输层，然后在所述空穴传输层上制备所述第二电极。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池，包括第一电极、第二电极以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的钙钛矿层，其特征在于，所述钙钛矿层和所述第一电极之间设置有电子传输层，所述电子传输层的材料包括金属氧化物，所述钙钛矿层与所述电子传输层之间设有如式i所示的有机分子；
2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，x为羧基；和/或，n＝2～5。
3.如权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述有机分子与所述钙钛矿层中的钙钛矿材料的摩尔比为(0.01～0.04)：1。
4.如权利要求1-3任一项所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述金属氧化物包括tio2、niox、sno2、zro2、zno中的至少一种；
5.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈冠荣，方玮嘉，萧仲钦，卫子健，
申请(专利权)人：广东光翼智造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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