CN108292707A - 太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能电池及其制造方法。根据该制造方法，可以通过使用特定摩尔比的有机卤化物和金属卤化物诱导复合防止层的自发形成来制造高效率的钙钛矿太阳能电池。

Description

太阳能电池及其制造方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年3月16日提交的韩国专利申请第10-2016-0031485号的优先权的利益，其全部公开内容通过引用并入本文。
本发明涉及太阳能电池及其制造方法。
背景技术
为了解决化石能源的耗竭以及由于其使用而导致的全球环境问题，已经积极地进行了对可再生并且清洁的替代能源(如太阳能、风能和水能)的研究。
在这些中，对可将太阳光直接转化成电能的太阳能电池的关注已显著增加。此处，太阳能电池意指吸收来自太阳光的光能并通过利用由电子和空穴产生的光伏效应来产生电流-电压的电池。
目前，可制造光能转化效率大于20％的n-p二极管型硅(Si)单晶系太阳能电池，并实际用于光伏发电，并且还存在使用化合物半导体如砷化镓(GaAs)的太阳能电池，其具有比n-p二极管型硅(Si)单晶系太阳能电池更高的转化效率。然而，这些无机半导体系太阳能电池出于高效率而要求纯化至非常高的纯度的材料，因此为了纯化原材料而消耗大量的能量，并且在使用原材料生产单晶或者使膜更薄的过程中还需要昂贵的加工设备，使得在降低制造太阳能电池的成本方面存在限制，这已成为大规模使用太阳能电池的障碍。
因此，为了以低成本制造太阳能电池，需要大幅降低用于太阳能电池的核心材料或太阳能电池的制造过程的成本，并且作为无机半导体系太阳能电池的替代品，已经积极进行了对可使用廉价的材料和工艺制造的染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池的研究。
染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell，DSSC)首次于1991年由瑞士洛桑联邦理工学院(Swiss National Higher Institute of Technology in Lausanne，EPFL)的Michael Gratzel教授研发并在Nature(第353卷，第737页)中报道。
早期的染料敏化太阳能电池具有这样的简单结构：其中吸收光的染料被吸附到透明电极膜的多孔光阳极上，光和电流动穿过该透明电极膜，顶部设置有另一导电玻璃基底，并且其间填充有液体电解质。染料敏化太阳能电池的操作原理如下。当化学吸附在多孔光阳极表面上的染料分子吸收太阳能时，染料分子产生电子-空穴对，并且电子被注入到用作多孔光阳极的半导体氧化物的导带中以传输至透明导电膜，由此产生电流。留在染料分子中的空穴以以下方式构成完整的太阳能电池电路：其中空穴通过由液体或固体电解质的氧化-还原反应引起的空穴传导或者空穴导电聚合物传输至光阴极，由此进行外部工作。
在染料敏化太阳能电池的配置中，透明导电膜主要由氟掺杂的氧化锡(FTO)或铟掺杂的氧化锡(ITO)制成，并且具有宽带隙的纳米颗粒用作多孔光阳极。作为染料，以化学方式合成并使用这样的多种材料：其能够特别充分地吸收光，并且由于染料的最低未占据分子轨道(LUMO)能级高于光阳极材料的导带能级而容易分离由光产生的激子，从而提高太阳能电池的效率。在大约20年中，迄今为止报道的液体型染料敏化太阳能电池的最大效率仅为11％至12％。液体型染料敏化太阳能电池具有相对高的效率，由此使其可能被商业化。然而，存在由挥发性液体电解质引起的随时间的稳定性问题和由于使用高成本的基于钌(Ru)的染料而引起的降低成本的问题。
为了解决这些问题，已经进行了对使用离子溶剂的非挥发性电解质代替挥发性液体电解质、凝胶型聚合物电解质和廉价的纯有机染料的使用的研究，但是使用这些材料的染料敏化太阳能电池的效率低于使用挥发性液体电解质和基于钌(Ru)的染料的染料敏化太阳能电池的效率。
同时，自20世纪90年代中期以来一直认真研究的有机光伏(OPV)由具有电子供体(D，或通常称为空穴受体)特性和电子受体(A)特性的有机材料构成。当由有机分子制成的太阳能电池吸收光时，形成被称为激子的电子和空穴。激子移动至D-A界面使得电荷分离，电子移动至电子受体而空穴移动至电子供体，从而产生光电流。
由于在电子供体中产生的激子通常可移动的距离为约10nm，这是非常短的，因此，不能将光活性有机材料层合得较厚，因此光吸收谱低且效率低。然而，近年来，由于增加界面表面积的所谓体异质结(BHJ)概念的引入，以及对容易吸收宽范围的太阳光的具有小带隙的电子供体有机材料的开发，效率得到大大提高，已报道了效率超过8％的有机太阳能电池(Advanced Materials,23(2011)4636)。
在有机太阳能电池中，由于有机材料的容易加工性、其多样性及其低成本，所以电池的制造过程是简单的，使得与现有太阳能电池相比，有机太阳能电池可以以低单位成本制造。然而，有机太阳能电池具有这样的问题：BHJ的结构因氧或空气中的水分而劣化从而使其效率迅速降低，即太阳能电池的稳定性问题。当为了解决此问题而引入将太阳能电池完全密封的技术时，可以增加稳定性，但是成本也会增加。
作为解决由液体电解质引起的染料敏化太阳能电池的问题的方法，MichaelGratzel(瑞士EPFL的化学教授，染料敏化太阳能电池的发明者)在1998年的Nature中报道了使用螺-OMeTAD(2,2′,7,7′-四(N,N-二-对-甲氧基苯基胺)-9,9′-螺双芴)(一种固体型空穴导电有机材料)代替液体电解质的全固态染料敏化太阳能电池的效率为0.74％。随后，通过优化结构、改善界面特性和提高空穴传导率将效率提高至约6％，此外，已经制造了使用廉价的纯有机染料代替基于钌的染料并且使用P3HT、PEDOT等作为空穴导体的太阳能电池，但是该太阳能电池的效率仍然低，为2％至7％。
此外，已经报道了对使用量子点纳米颗粒作为光吸收剂代替染料和使用空穴导电无机材料或有机材料代替液体电解质的太阳能电池的研究。已经报道了使用CdSe、PbS等作为量子点并且使用导电聚合物如螺-OMeTAD或P3HT作为空穴导电有机材料的许多太阳能电池，但是其效率仍然非常低，低于5％。此外，已经报道了使用Sb2S3作为光吸收无机材料并且使用PCPDTBT作为空穴导电无机材料的太阳能电池的效率为约6％(Nano Letters,11(2011)4789)。但是尚未报道效率的进一步提高。
此外，已经报道了使用具有有机/无机混杂钙钛矿结构的材料而不是由纯无机材料制成的量子点代替用于染料敏化太阳能电池的染料的效率为约9％(ScientificReports 2,591)。作为这些具有钙钛矿结构的化合物的代表性实例，可以提到CH3NH3PbI3。CH3NH3PbI3的光吸收层通过以1:1的摩尔比使用CH3NH3I和PbI2而形成，并且空穴传输层在由CH3NH3PbI3形成的光吸收层上形成。然而，由于在具有钙钛矿结构的物质的光吸收层与空穴传输层之间形成了不稳定界面，使用钙钛矿的太阳能电池表现出与其他太阳能电池相比相对较低的光电压和填充因子。因此，难以预期使用钙钛矿的太阳能电池的高效率。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供一种用于制造太阳能电池的方法，所述方法能够诱导复合(recombination)防止层的自发形成以生产高效的钙钛矿太阳能电池。
本发明的另一目的是提供通过所述制造太阳能电池的方法制造的太阳能电池。
技术方案
在下文中，将描述根据本发明的具体实施方案的用于制造太阳能电池的方法、通过该方法制造的太阳能电池等。
根据本发明的一个实施方案，提供了一种制造太阳能电池的方法，其包括以下步骤：将包含摩尔比为1.03:1至1.07:1的有机卤化物和金属卤化物的溶液旋涂在电子传输层上，然后经历热处理以形成包含有机/无机混杂钙钛矿化合物的光吸收层和在光吸收层上的由有机卤化物形成的复合防止层。
如本文中所使用的术语“钙钛矿”以俄国矿物学家Lev Perovski命名，并且是指具有由阳离子(A和M)和阴离子(X)组成的式AMX3并且具有与钛酸钙(CaTiO3)(第一种钙钛矿型材料，其发现于乌拉尔山脉)相同类型的结构的任何材料。在本发明所属的技术领域中使用的钙钛矿的情况下，通常使用一价甲基铵离子作为对应于A的阳离子，并因此使用术语“有机/无机混杂”。
通常，CH3NH3PbI3被称为有机/无机混杂钙钛矿化合物。然而，当将CH3NH3PbI3应用于太阳能电池时，在提高太阳能电池的效率方面存在限制，并且已进行了开发新钙钛矿材料的研究。作为这样的技术的一个实例，提高太阳能电池的效率的技术通过用溴(Br)或氯(Cl)替代CH3NH3PbI3的碘(I)、或者用甲脒阳离子(HC(NH2)2)替代甲基铵阳离子(CH3NH3)来引入。
另一方面，相比于其他太阳能电池，常规的基于钙钛矿的太阳能电池由于在具有钙钛矿结构的物质的光吸收层和空穴传输层之间的不稳定界面表现出相对较低的光电压和填充因子。因此，在提高太阳能电池的效率方面存在限制。
因此，本发明人对基于钙钛矿的太阳能电池进行了持续研究，作为结果，发现即使使用已知的钙钛矿材料，如果通过以特定摩尔比使用有机卤化物和金属卤化物进行诱导，使得自发地形成复合防止层，则可以可再现地提供高效的太阳能电池，由此完成了本发明。
在下文中，将详细描述根据一个实施方案的用于制造太阳能电池的方法。
根据该实施方案的用于制造太阳能电池的方法基本上包括以下步骤的步骤2)，并且还可以任选地包括剩余步骤中的至少一个。
1)在包括导电透明基底的第一电极上形成电子传输层；
2)在电子传输层上旋涂包含摩尔比为1.03:1至1.07:1的有机卤化物和金属卤化物的溶液，然后经历热处理以形成包含有机/无机混杂钙钛矿化合物的光吸收层和在光吸收层上的由有机卤化物形成的复合防止层，
3)在复合防止层上形成空穴传输层；以及
4)在空穴传输层上形成第二电极。
在一个实施方案的制造方法中使用的第一电极可以表示为工作电极或半导体电极，第二电极可以表示为对电极。
作为第一电极和第二电极，可以没有限制地使用本发明所属技术领域已知的各种电极。作为非限制性实例，包括在第一电极中的导电透明基底可以为包含铟锡氧化物(ITO)、氟锡氧化物(FTO)、ZnO-Ga2O3、ZnO-Al2O3、基于锡的氧化物、氧化锌或其混合物的塑料基底或玻璃基底。此时，作为塑料基底，可以提到由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚酰亚胺或三乙酰纤维素形成的那些。另一方面，作为非限制性实例，第二电极可以为包含选自以下的至少一种材料的导电层：Pt、Au、Ni、Cu、Ag、In、Ru、Pd、Rh、Ir、Os、C和导电聚合物。
在步骤1)中，可以根据本发明所属技术领域已知的方法在第一电极上形成电子传输层。作为非限制性实例，将混合有金属氧化物和成孔聚合物的金属氧化物糊料涂覆在第一电极上并在高温下烧结以形成多孔金属氧化物层作为电子传输层。在这种情况下，可使用的金属氧化物的实例包括TiO2、SnO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、WO3、W2O5、In2O3、Ga2O3、Nd2O3、PbO、CdO等。成孔聚合物的实例包括乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或其混合物。
多孔金属氧化物层没有特别限制，但是其可以具有平均孔径为约20nm至500nm的介孔结构。为了形成这样的介孔结构，可以将金属氧化物糊料涂覆在第一电极上然后在约100℃至700℃下烧结。
在该实施方案的制造方法中，如有必要，可以在形成电子传输层之前在第一电极上形成空穴阻挡层。可以根据本发明所属技术领域已知的方法在第一电极上形成空穴阻挡层。作为非限制性实例，可以将金属氧化物的前体溶液涂覆在第一电极上，然后在高温下烧结以形成空穴阻挡层。已知致密的TiO2层(密实的TiO2层)作为这样的空穴阻挡层。
在步骤2)中，可以以特定摩尔比使用有机卤化物和金属卤化物以在电子传输层上同时形成光吸收层和复合防止层。
首先，在步骤2)中，使有机卤化物和金属卤化物以1.03:1至1.07:1的摩尔比混合。如果有机卤化物的含量低于上述范围，则由于光吸收层与空穴传输层之间的不稳定界面，光电转化效率无法提高。此外，如果有机卤化物的含量超过上述范围，则光电流密度、光电压和填充因子(FF)相当低，导致光电转化效率降低。
更具体地，有机卤化物与金属卤化物之间的摩尔比可以调整为1.04:1至1.06:1、1.05:1至1.06:1或者约1.06:1。在这样的情况下，可以实现非常优异的光电压和FF以及19.5％或更高的光电转化效率。特别地，当有机卤化物与金属卤化物的摩尔比调整为1.05:1至1.06:1或约1.06:1时，可以实现非常优异的光电压和FF以及20％或更高的光电转化效率。
作为有机卤化物和金属卤化物，可以没有限制地使用能够获得有机/无机混杂钙钛矿化合物的各种化合物。作为实例，作为有机卤化物，可以使用由以下化学式1表示的化合物。
[化学式1]
AX
在化学式1中，A为R1R2R3R4N+或(R5R6N＝CH-NR7R8)+的有机阳离子，
其中R1至R8各自独立地为氢或C1-10烷基，前提条件是R1至R4中的至少一者为C1-10烷基，以及X为卤素。
特别地，在化学式1中，A可以为CH3NH3 +或甲脒(HC(NH2)2)阳离子。
另一方面，作为金属卤化物，可以使用由以下化学式2表示的化合物。
[化学式2]
MX2
在化学式2中，M为二价金属阳离子，以及X为相同或不同的卤素。
二价金属阳离子可以为Pb2+、Sn2+、Pd2+、Cu2+、Ge2+、Sr2+、Cd2+、Ca2+、Ni2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Sn2+、Yb2+或Eu2+。
在式1和2中，卤素可以为Cl-、Br-或I-。
特别地，根据一个实施方案的制造方法，即使通过使用CH3NH3I作为有机卤化物并且使用PbI2作为金属卤化物来生产CH3NH3PbI3的光吸收层，由于根据特定使用摩尔比的有机卤化物和金属卤化物而自发形成的复合防止层，可以表现出19.5％或更高的光电转化效率。
可以使有机卤化物和金属卤化物在有机溶剂中混合。此时，可以使用本发明所属技术领域已知的各种有机溶剂作为有机溶剂。例如，可以使用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基亚砜(DMSO)或其混合物作为有机溶剂。在由此获得的前体溶液中，有机卤化物和金属卤化物可以以阳离子和阴离子的状态离解和分散。
在步骤2)中，将以上获得的前体溶液旋涂至电子传输层上。旋涂条件没有特别限制，但是旋涂可以在约100rpm至30000rpm、约100rpm至20000rpm、约100rpm至10000rpm、约1000rpm至5000rpm或者约2000rpm至5000rpm下进行5秒至2分钟。
在旋涂前体溶液的步骤中，可以在旋涂期间将有机溶剂滴至前体溶液上。通过这个过程，可以形成加合物。作为有机溶剂，合适的是使用这样的溶剂：其可以洗涤在前体溶液中使用的溶剂，例如，二甲基甲酰胺。作为一个实例，可以使用醚溶剂例如乙醚。
如上所述，当将前体溶液旋涂在电子传输层上时或者旋涂在电子传输层上之后，可以使其经历热处理。特别地，可以在旋涂前体溶液的同时或者旋涂之后在约40℃至150℃的温度下对其进行热处理。此时，热处理温度可以保持恒定或改变。作为一个实例，热处理温度可以调整为约40℃至90℃，然后再调整为约80℃至150℃。在这个温度范围中，可以由有机卤化物和金属卤化物形成良好的光吸收层，同时，未反应的有机卤化物可以在光吸收层上形成分子膜(复合防止层)。由此形成的分子膜可以解决由光吸收层与空穴传输层之间的不稳定界面引起的问题。
热处理时间没有特别限制，但是当在上述温度范围内进行热处理时，其可以调整至约30秒至30分钟。
根据步骤2)，在电子传输层上形成由有机混杂钙钛矿化合物构成的光吸收层，同时，可以形成厚度非常薄并且由有机卤化物形成的复合防止层。复合防止层的厚度可以为数
在步骤3)中，可以在复合防止层上形成空穴传输层。可以通过本发明所属技术领域已知的各种方法来形成空穴传输层。作为非限制性实例，可以通过将固体型空穴传输材料涂覆到复合防止层上来形成空穴传输层。具体地，固体型空穴传输材料的实例可以包括：螺-OMeTAD(2,2',7,7'-四-(N,N-二-对-甲氧基苯基胺)9,9'-螺二芴))、P3HT(聚(3-己基噻吩))、PCPDTBT(聚[2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基[4,4-双(2-乙基己基)-4H-环戊并[2,1-b；3,4-b']二噻吩-2，6二基]])、PVK(聚(N-乙烯基咔唑))、HTM-TFSI(1-己基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺)、Li-TFSI(锂双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺)、tBP(叔丁基吡啶)、PDOT:PSS(聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)聚(苯乙烯磺酸酯))或其混合物。
随后，在步骤4)中，可以通过本发明所属技术领域已知的各种方法在空穴传输层上形成第二电极，由此制造太阳能电池。可以使用的第二电极的类型包括上述那些。
除了上述步骤之外，一个实施方案的制造方法还可以包括在本发明所属技术领域中常规采用的步骤。作为非限制性实例，当使用包括电解质层的太阳能电池时，还可以包括在第一电极与第二电极之间注入电解质溶液以形成电解质层的步骤。
根据上述制造方法制造的太阳能电池可以表现出高光电压和FF，因此可再现地表现出高的光电转化效率。
另一方面，根据本发明的另一个实施方案，提供了通过上述制造方法制造的太阳能电池。具体地，上述太阳能电池包括：包括导电透明基底的第一电极；形成在第一电极上的电子传输层；形成在电子传输层上并且包含有机/无机混杂钙钛矿化合物的光吸收层；形成在光吸收层上并且由有机卤化物形成的复合防止层；形成在复合防止层上的空穴传输层；以及形成在空穴传输层上的第二电极。
太阳能电池包括复合防止层，该复合防止层通过调整有机卤化物与金属卤化物的摩尔比以产生特定范围的混杂有机钙钛矿化合物而自发形成，由此，即使使用常规有机/无机钙钛矿材料也可以表现出高的光电转化效率。特别地，在采用根据本发明的另一个实施方案的太阳能电池的结构的情况下，即使使用已知为有机/无机混杂钙钛矿化合物的典型实例的CH3NH3PbI3，其也表现出优异的光电压和FF，由此提供能够表现出19.5％或更高的光电转化效率的太阳能电池。
有益效果
根据本发明的一个实施方案，可以通过以特定摩尔比使用有机卤化物和金属卤化物诱导复合防止层的自发形成来制造高效率的钙钛矿太阳能电池。
附图说明
图1为示意性地示出根据本发明的一个实施方案的太阳能电池的结构的截面图。
图2(a)和2(b)为通过根据比较例1涂覆DMF溶液并对其进行热处理而获得的层表面的STEM图像，并且图2(c)和2(d)为通过根据实施例2涂覆DMF溶液并对其进行热处理而获得的层表面的STEM图像。
具体实施方式
在下文中，将通过具体的实施例更详细地描述本发明的功能和效果。然而，这些实施例仅用于说明的目的，并且不旨在以任何方式将本发明限制于此。
实施例1：太阳能电池的制备(CH3NH3I与PbI2的摩尔比＝1.04:1)
对尺寸为25mm×25mm的FTO基底的端部进行刻蚀以部分地除去FTO。以2800rpm将0.15M的[(CH3)2CHO]2Ti(C5H7O2)2(二异丙氧基双(乙酰丙酮)钛)1-丁醇溶液涂覆到FTO基底上持续20秒至40nm的厚度，然后在125℃下烧结5分钟以在FTO基底上制备致密的TiO2致密膜。
另一方面，将平均粒径为50nm的TiO2粉末、松油醇、乙基纤维素和月桂酸以1.25:6:0.9:0.1的重量比混合以制备TiO2糊料，并将所制备的TiO2糊料添加至10ml乙醇中。
然后，将经乙醇稀释的TiO2糊料旋涂至致密的TiO2层上并在550℃下烧结1小时。然后，在90℃下，将经烧结的基底浸入20mM TiCl4水溶液中10分钟，用去离子水洗涤，然后在500℃下烧结15分钟以形成多孔TiO2层。
另一方面，将CH3NH3I(甲基碘化铵)、PbI2(碘化铅(II))和DMSO(二甲基亚砜)以1.04:1:1的摩尔比添加至DMF(N,N-二甲基甲酰胺)中并溶解。然后，将混合物在室温下搅拌约1小时以制备52重量％的DMF溶液。
然后，以4000rpm将DMF溶液涂覆到多孔TiO2层上持续30秒。
此时，在开始涂覆之后10秒，将二乙醚滴至DMF溶液的涂覆膜上。随后，将获得的涂覆膜在65℃下热处理1分钟并在100℃下热处理2分钟，以同时形成光吸收层和复合防止层。
以3000rpm将其中溶解有螺-OMeTAD(2,2',7,7'-四(N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基)-9,9'-螺二芴)的氯苯溶液旋涂到复合防止层上持续30秒以形成空穴传输层。用热蒸发器向其真空沉积Ag以形成电极。
实施例2：太阳能电池的制备(CH3NH3I与PbI2的摩尔比＝1.06:1)
以与实施例1相同的方式制备太阳能电池，与实施例1中不同之处在于以1.06:1的摩尔比使用CH3NH3I和PbI2。
比较例1：太阳能电池的制备(CH3NH3I与PbI2的摩尔比＝1:1)
以与实施例1相同的方式制备太阳能电池，与实施例1中不同之处在于以1:1的摩尔比使用CH3NH3I和PbI2。
比较例2：太阳能电池的制备(CH3NH3I与PbI2的摩尔比＝1.02:1)
以与实施例1相同的方式制备太阳能电池，与实施例1中不同之处在于以1.02:1的摩尔比使用CH3NH3I和PbI2。
比较例3：太阳能电池的制备(CH3NH3I与PbI2的摩尔比＝1.08:1)
以与实施例1相同的方式制备太阳能电池，与实施例1中不同之处在于以1.08:1的摩尔比使用CH3NH3I和PbI2。
比较例4：太阳能电池的制备(CH3NH3I与PbI2的摩尔比＝1.1:1)
以与实施例1相同的方式制备太阳能电池，与实施例1中不同之处在于以1.1:1的摩尔比使用CH3NH3I和PbI2。
测试例1：太阳能电池的性能评估
测量太阳能电池的光电流密度(JSC)、光电压(VOC)、填充因子(FF)和能量转化效率(PCE)。结果示于下表1中。
[表1]
测试例2：复合防止层形成的确认
根据实施例2和比较例1涂覆DMF溶液并对其进行热处理，并通过STEM(扫描透射电子显微镜)对所得层的表面进行观察以确认复合防止层的形成。通过根据比较例1涂覆DMF溶液并经历热处理而获得的层表面的STEM图像在图2(a)和2(b)中示出。通过根据比较例2涂覆DMF溶液并经历热处理而获得的层表面的STEM图像在图2(c)和2(d)中示出。
在通过根据比较例1涂覆DMF溶液并进行处理而获得的层表面中，可以确认0.31nm的CH3NH3PbI3晶格条纹。相反，在通过根据实施例2涂覆DMF溶液并经历热处理而获得的层表面中，可以确认0.36nm的CH3NH3I晶格条纹。因此证实，在根据本发明的一个实施方案制备的光吸收层上形成了由有机卤化物形成的复合防止层。
[符号说明]
10：第一电极
11：第二电极
12：电子传输层
13：空穴传输层
14：光吸收层
15：复合防止层

Claims (7)

1.一种用于制造太阳能电池的方法，包括以下步骤：将包含摩尔比为1.03:1至1.07:1的有机卤化物和金属卤化物的溶液旋涂在电子传输层上，以及然后经历热处理以形成包含有机/无机混杂钙钛矿化合物的光吸收层，和在所述光吸收层上的由有机卤化物形成的复合防止层。
2.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，
其中将由以下化学式1表示的化合物用作所述有机卤化物：
[化学式1]
AX
在化学式1中，
A为R1R2R3R4N+或(R5R6N＝CH-NR7R8)+的有机阳离子，
其中R1至R8各自独立地为氢或C1-10烷基，条件是R1至R4中的至少一者为C1-10烷基，以及X为卤素。
3.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，
其中将由以下化学式2表示的化合物用作所述金属卤化物：
[化学式2]
MX2
在化学式2中，
M为二价金属阳离子，以及X为相同或不同的卤素。
4.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，
其中所述溶液还包含二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或其混合物作为溶剂。
5.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，
其中将所述溶液旋涂以及然后在40℃至150℃下进行热处理。
6.根据权利要求1所述的用于制造太阳能电池的方法，
还包括以下步骤中的任一者或更多者：在包括导电透明基底的第一电极上形成电子传输层；在所述复合防止层上形成空穴传输层；以及在所述空穴传输层上形成第二电极。
7.一种太阳能电池，包括：
包括导电透明基底的第一电极；
形成在所述第一电极上的电子传输层；
形成在所述电子传输层上并且包含有机/无机混杂钙钛矿化合物的光吸收层；
形成在所述光吸收层上并且由有机卤化物形成的复合防止层；
形成在所述复合防止层上的空穴传输层；以及
形成在所述空穴传输层上的第二电极。
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