CN109360890A - 钙钛矿太阳能电池的结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池的结构，属于太阳能电池制备技术领域，包括惰性半金属电极层、空穴传输层、钙钛矿薄膜层、电子传输层、透明导电电极和玻璃衬底，空穴传输层设置有第一侧面和第二侧面，空穴传输层通过第一侧面设置在惰性半金属电极层上；钙钛矿薄膜层设置有第三侧面和第四侧面，钙钛矿薄膜层通过第三侧面设置在第二侧面上；电子传输层设置有第五侧面和第六侧面，电子传输层通过第五侧面设置在第四侧面上；透明导电电极设置有第七侧面和第八侧面，透明导电电极通过第七侧面设置在第六侧面上；玻璃衬底设置有第九侧面和第十侧面，玻璃衬底通过第九侧面设置在第八侧面上。本发明达到电池的生产成本，提高稳定性的技术效果。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池制备技术领域，特别涉及一种钙钛矿太阳能电池的结构。
背景技术
随着传统化石能源的日益短缺，人们对可再生能源尤其是太阳能电池的研究日益关注。传统的晶硅太阳能电池相对来说成本较高、工艺复杂，并且对生产设备要求苛刻，而新一代的染料敏化电池、有机太阳能电池等效率太低且稳定性很差。钙钛矿太阳能电池以光电转化效率高的优点，而具有广泛产业化的优势。
目前，在现有的用于钙钛矿太阳能电池的技术中，钙钛矿太阳能电池通常是由Au，Ag等昂贵的金属作为电极材料来制作而成。但是，在水汽作用下，钙钛矿太阳能电池器件和卤化物钙钛矿材料会发生化学分解，这主要与常用的金属电极(Ag、Au和Cu等)发生化学腐蚀有很大的关系；同时这些常用的金属电极容易渗透到钙钛矿层中，继而破坏其电学性质，导致器件不可修复的损伤。
综上所述，在现有的用于钙钛矿太阳能电池的技术中，存在着钙钛矿太阳能电池的生产用料成本高，稳定性差的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在钙钛矿太阳能电池的技术中，存在着钙钛矿太阳能电池的生产用料成本高，稳定性差的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种钙钛矿太阳能电池的结构，所述钙钛矿太阳能电池的结构包括惰性半金属电极层；空穴传输层，所述空穴传输层设置有第一侧面和第二侧面，所述空穴传输层通过所述第一侧面设置在所述惰性半金属电极层上；钙钛矿薄膜层，所述钙钛矿薄膜层设置有第三侧面和第四侧面，所述钙钛矿薄膜层通过所述第三侧面设置在所述第二侧面上，且所述第二侧面位于所述第三侧面和所述第一侧面之间；电子传输层，所述电子传输层设置有第五侧面和第六侧面，所述电子传输层通过所述第五侧面设置在所述第四侧面上，且所述第四侧面位于所述第五侧面和所述第三侧面之间；透明导电电极，所述透明导电电极设置有第七侧面和第八侧面，所述透明导电电极通过所述第七侧面设置在所述第六侧面上，且所述第六侧面位于所述第七侧面和所述第五侧面之间；玻璃衬底，所述玻璃衬底设置有第九侧面和第十侧面，所述玻璃衬底通过所述第九侧面设置在所述第八侧面上，且所述第八侧面位于所述第九侧面和所述第七侧面之间。
进一步地，所述惰性半金属电极层的制作材料是Bi元素。
进一步地，所述惰性半金属电极层的厚度范围从200nm到5μm。
进一步地，所述空穴传输层的制作材料是PCBM材料。
进一步地，所述空穴传输层的制作材料是NiO材料，且所述空穴传输层和所述空穴传输层相平行。
进一步地，所述钙钛矿太阳能电池的结构还包括FTO电极层，所述FTO电极层和所述第十侧面相贴合，且所述第十侧面位于所述FTO电极层和所述第九侧面之间。
有益效果：
本发明提供一种钙钛矿太阳能电池的结构，通过在惰性半金属电极层上设置空穴传输层的第一侧面，使得惰性半金属电极层和空穴传输层相互贴合；在空穴传输层的第二侧面上设置钙钛矿薄膜层的第三侧面，使得钙钛矿薄膜层和空穴传输层相互贴合；在钙钛矿薄膜层的第四侧面上设置电子传输层的第五侧面，使得电子传输层和钙钛矿薄膜层相互贴合；在电子传输层的第六侧面上设置透明导电电极的第七侧面，使得透明导电电极和电子传输层相互贴合；在透明导电电极的第八侧面上设置玻璃衬底的第九侧面，使得玻璃衬底和透明导电电极相互贴合。这样使得钙钛矿太阳能电池中依次设置有惰性半金属电极层、空穴传输层、钙钛矿薄膜层、电子传输层、透明导电电极和玻璃衬底，继而能够用惰性半金属电极层来取代常规的昂贵金属电极，以降低了钙钛矿太阳能电池器件的材料成本，提高了电池的稳定性。从而达到了降低钙钛矿太阳能电池的生产用料成本，提高稳定性的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的光电流密度—电压输出特性曲线对比示意图；
图3为本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的半金属Bi电极的XRD衍射图谱示意图；
图4为本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的半金属Sb电极的XRD衍射图谱示意图；
图5为本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的XRD衍射图谱对比示意图；
图6为本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的存储效率变化对比示意图；
图7为本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的光照稳定性对比示意图；
图8为本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的多层叠加结构示意图；
图9为本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制作方法的流程图。
具体实施方式
本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池的结构，通过在惰性半金属电极层100上设置空穴传输层400的第一侧面210，使得惰性半金属电极层100和空穴传输层400相互贴合；在空穴传输层400的第二侧面220上设置钙钛矿薄膜层300的第三侧面310，使得钙钛矿薄膜层300和空穴传输层400相互贴合；在钙钛矿薄膜层300的第四侧面320上设置电子传输层200的第五侧面410，使得电子传输层200和钙钛矿薄膜层300相互贴合；在电子传输层200的第六侧面420上设置透明导电电极500的第七侧面510，使得透明导电电极500和电子传输层200相互贴合；在透明导电电极500的第八侧面520上设置玻璃衬底600的第九侧面610，使得玻璃衬底600和透明导电电极500相互贴合。这样使得钙钛矿太阳能电池中依次设置有惰性半金属电极层100、空穴传输层400、钙钛矿薄膜层300、电子传输层200、透明导电电极500和玻璃衬底600，继而能够用惰性半金属电极层100来取代常规的昂贵金属电极，以降低了钙钛矿太阳能电池器件的材料成本，提高了电池的稳定性。从而达到了降低钙钛矿太阳能电池的制造成本，提高稳定性的技术效果。
为了对本发明提供的一种钙钛矿太阳能电池的结构做详细说明，以支持发明所要解决的技术问题，下面，本发明提供的实施例中，首先对一种钙钛矿太阳能电池做详细说明，继而在叙述一种钙钛矿太阳能电池的过程中，进一步有针对性的引出本发明提供的钙钛矿太阳能电池的结构，以达到完整、清楚、明白的目的。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；其中本实施中所涉及的“和/或”关键词，表示和、或两种情况，换句话说，本发明实施例所提及的A和/或B，表示了A和B、A或B两种情况，描述了A与B所存在的三种状态，如A和/或B，表示：只包括A不包括B；只包括B不包括A；包括A与B。
同时，本发明实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本发明实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本发明。
实施例一
请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池的整体结构示意图，本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池包括惰性半金属电极层100、电子传输层200、钙钛矿薄膜层300、空穴传输层400、透明导电电极500和玻璃衬底600，现分别对惰性半金属电极层100、电子传输层200、钙钛矿薄膜层300、空穴传输层400、透明导电电极500和玻璃衬底600进行以下详细说明：
对于惰性半金属电极层100而言：
惰性半金属电极层100的制作材料可以是Bi元素；或者，所述惰性半金属电极层100的制作材料可以是Sb元素。所述惰性半金属电极层100的厚度范围从200nm到5μm。
请继续参见图1，Bi可以是指元素周期表第六周期VA族83号元素铋，Bi元素的相对量为208.98，熔点是271.3℃，沸点1560℃。Sb可以是指锑元素，锑是氮族元素(15族)金属元素，在自然界中主要存在于硫化物矿物辉锑矿(Sb2S3)中。Sb元素的熔点630℃，沸点1635℃。半金属又可以称为准金属(metalloid)，半金属是介于金属和非金属之间的物质，半金属的外表呈现出金属的特性，但在化学性质上却表现出金属和非金属两种性质。惰性半金属电极层100可以呈现为长方体形状，
为了对采用Bi元素或者Sb元素来制作惰性半金属电极层100进行详细解释，现提供以下两种实施方式来进行详细说明：
第一种实施方式，采用Bi元素作为电机材料来制作惰性半金属电极层100。即通过在蒸镀温度小于1000℃，蒸镀速度范围在 之间，真空度小于10-3Pa的环境中，将半金属Bi蒸镀在下述电子传输层200的第一侧面210上，所蒸镀的惰性半金属电极层100的厚度范围可以是200nm～5μm。由于半金属Bi低温易蒸发，蒸镀过程不会造成下述钙钛矿薄膜层300中的钙钛矿的热分解，并且所制成的惰性半金属电极层100致密，常温下难与水、氧和卤化物钙钛矿薄膜发生反应，继而能够有效的阻止了水汽的渗透，同时避免了卤化物钙钛矿对电极的腐蚀，从而达到了显著提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。
第二种实施方式，采用Sb元素作为电机材料来制作惰性半金属电极层100。即通过在蒸镀温度小于1000℃，蒸镀速度范围在 之间，真空度小于10-3Pa的环境中，将半金属Sb蒸镀在下述电子传输层200的第一侧面210上，所蒸镀的惰性半金属电极层100的厚度范围可以是200nm～5μm。由于半金属Sb低温易蒸发，蒸镀过程不会造成下述钙钛矿薄膜层300中的钙钛矿的热分解，并且所制成的惰性半金属电极层100致密，常温下难与水、氧和卤化物钙钛矿薄膜发生反应，继而能够有效的阻止了水汽的渗透，同时避免了卤化物钙钛矿对电极的腐蚀，从而达到了显著提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。
对于电子传输层200而言：
电子传输层200设置有第一侧面210和第二侧面220，所述电子传输层200通过所述第一侧面210设置在所述惰性半金属电极层100上。所述电子传输层200的制作材料是PCBM材料。
请继续参见图1，可以使用PCBM材料来制作电子传输层200。PCBM材料可以是指富勒烯衍生物，PCBM的分子式可以是[6,6]-phenyl-C61-butyric acidmethyl ester。由于PCBM材料的较好的溶解性，很高的电子迁移率，与常见的聚合物给体材料形成良好的相分离，已成为有机太阳能电池的电子受体的标准。
第一侧面210和第二侧面220可以是指电子传输层200相互对立的上、下两个面，第一侧面210和第二侧面220可以相互平行，第一侧面210靠近上述惰性半金属电极层100，第二侧面220靠近下述钙钛矿薄膜层300的第三侧面310，第二侧面220可以和下述第三侧面310相互平行。电子传输层200的第一侧面210可以和上述惰性半金属电极层100相互贴合在一起。例如可以通过将上述惰性半金属电极层100以真空蒸镀的方式，沉积在电子传输层200的第一侧面210上。由于上述惰性半金属电极层100的成膜致密，常温下难与水、氧和卤化物钙钛矿薄膜发生反应，继而有效的阻止了水汽的渗透，同时避免了卤化物钙钛矿对电极的腐蚀，从而达到显著提高了钙钛矿太阳能电池的长期稳定性的技术效果。这样便能够在钙钛矿太阳能电池中由上至下依次设置为惰性半金属电极层100和电子传输层200的技术效果。
对于钙钛矿薄膜层300而言：
钙钛矿薄膜层300设置有第三侧面310和第四侧面320，所述钙钛矿薄膜层300通过所述第三侧面310设置在所述第二侧面220上，并且所述第二侧面220位于所述第三侧面310和所述第一侧面210之间。
请继续参见图1，钙钛矿薄膜层300可以主要是由钙钛矿材料制作而成。钙钛矿一般为立方体或八面体形状，具有光泽，浅色到棕色。它们可用于提炼钛、铌和稀土元素，但必须是大量聚集时才有开采价值。钙钛矿型太阳能电池，是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，也称作新概念太阳能电池。
同时，第三侧面310和第四侧面320可以是指钙钛矿薄膜层300中相互对立的上、下两个面，第三侧面310和第四侧面320可以相互平行。第三侧面310靠近上述电子传输层200的第二侧面220，第四侧面320靠近下述空穴传输层400的第五侧面410，第四侧面320可以和下述第五侧面410相互平行。可以将钙钛矿薄膜层300的第三侧面310和上述电子传输层200的第二侧面220贴合在一起，例如可以采用旋涂、刮刀涂布或狭缝涂布等方式，将钙钛矿薄膜层300的第三侧面310设置在上述电子传输层200的第二侧面220上。这样便能够在钙钛矿太阳能电池中由上至下依次设置为惰性半金属电极层100、电子传输层200和钙钛矿薄膜层300的技术效果。
对于空穴传输层400而言：
空穴传输层400设置有第五侧面410和第六侧面420，所述空穴传输层400通过所述第五侧面410设置在所述第四侧面320上，并且所述第四侧面320位于所述第五侧面410和所述第三侧面310之间；所述空穴传输层400的制作材料可以是NiO材料，并且所述空穴传输层400和所述电子传输层200相平行。
请继续参见图1，NiO可以是氢氧化镍酰，又叫氧化氢氧化镍(III)，NiO可以看做氢氧化镍的不完全脱水产物。空穴传输层400可以是指使用空穴传输材料制作而成，空穴传输材料主要有氢氧化镍酰、聚对苯撑乙烯(PPv)类、聚噻吩类、聚硅烷类、三苯甲烷类、三芳胺类、腙类、吡唑啉类、嚼唑类、咔唑类、丁二烯类等。空穴传输材料是当有载流子(电子或空穴)注入时，在电场作用下可以实现载流子的定向有序的可控迁移，从而达到传输电荷的有机半导体材料。
并且，第五侧面410和第六侧面420可以是空穴传输层400中相互对立的上、下两个面，第五侧面410和第六侧面420可以相互平行。第五侧面410靠近上述钙钛矿薄膜层300的第四侧面320，第六侧面420靠近下述透明导电电极500的第七侧面510，第六侧面420可以和下述第七侧面510相互平行。可以将空穴传输层400的第五侧面410和上述述钙钛矿薄膜层300的第四侧面320贴合在一起，例如可以采用旋涂、刮刀涂布或狭缝涂布等方式，将空穴传输层400的第五侧面410设置在上述钙钛矿薄膜层300的第四侧面320上。这样便能够在钙钛矿太阳能电池中由上至下依次设置为惰性半金属电极层100、电子传输层200、钙钛矿薄膜层300和空穴传输层400的技术效果。
需要注意的是，本发明实施例还提供一种钙钛矿太阳能电池的另一个实施例，即空穴传输层400和上述电子传输层200的位置可以互换，例如将空穴传输层400的第五侧面410和上述惰性半金属电极层100相互贴合在一起，空穴传输层400的第六侧面420和上述钙钛矿薄膜层300的第三侧面310相互贴合在一起；将上述电子传输层200的第一侧面210和上述钙钛矿薄膜层300的第四侧面320相互贴合在一起，电子传输层200的第二侧面220和下述透明导电电极500的第七侧面510相互贴合在一起。此时在钙钛矿太阳能电池中由上至下依次设置为惰性半金属电极层100、空穴传输层400、钙钛矿薄膜层300和电子传输层200。
对于透明导电电极500而言：
透明导电电极500设置有第七侧面510和第八侧面520，所述透明导电电极500通过所述第七侧面510设置在所述第六侧面420上，并且所述第六侧面420位于所述第七侧面510和所述第五侧面410之间。
请继续参见图1，透明导电电极500可以是指透明导电膜，透明导电膜在太阳能电池上主要用作电池的透明电极，有些还可同时作为减反射膜。不同透明导电膜的电学、光学以及结构等都不相同，并且对太阳能电池的光电特性和输出特性(如电池的内外量子效率、短路电流、开路电压、填充因子等)可以产生不同的影响。通常在太阳能电池中对透明导电膜的要求是载流子浓度高、带隙宽度大、光电特性好、化学性质稳定、较低的电阻率、机械强度高以及优良的耐磨损性等。
同时，第七侧面510和第八侧面520可以是透明导电电极500中相互对立的上、下两个面，第七侧面510和第八侧面520可以相互平行。第七侧面510靠近上述空穴传输层400的第六侧面420，第八侧面520靠近下述玻璃衬底600的第九侧面610，第八侧面520可以和第九侧面610相互平行。可以将透明导电电极500的第七侧面510和上述空穴传输层400的第六侧面420贴合在一起，例如可以采用旋涂、刮刀涂布或狭缝涂布等方式，将透明导电电极500的第七侧面510设置在上述空穴传输层400的第六侧面420上。这样便能够在钙钛矿太阳能电池中由上至下依次设置为惰性半金属电极层100、电子传输层200、钙钛矿薄膜层300、空穴传输层400和透明导电电极500的技术效果。
需要注意的是，若是将空穴传输层400和上述电子传输层200的位置互换，如将空穴传输层400的第五侧面410和上述惰性半金属电极层100相互贴合在一起，空穴传输层400的第六侧面420和上述钙钛矿薄膜层300的第三侧面310相互贴合在一起；将上述电子传输层200的第一侧面210和上述钙钛矿薄膜层300的第四侧面320相互贴合在一起，电子传输层200的第二侧面220和下述透明导电电极500的第七侧面510相互贴合在一起。此时在钙钛矿太阳能电池中由上至下依次设置为惰性半金属电极层100、空穴传输层400、钙钛矿薄膜层300、电子传输层200和透明导电电极500。
对于玻璃衬底600而言：
玻璃衬底600设置有第九侧面610和第十侧面620，所述玻璃衬底600通过所述第九侧面610设置在所述第八侧面520上，并且所述第八侧面520位于所述第九侧面610和所述第七侧面510之间。
请继续参见图1，玻璃衬底600可以是指以三甲基铝(TMA)和水为前聚体,分别在基板、K9玻璃和石英玻璃衬底600上沉积的Al2O3光学薄膜。第九侧面610和第十侧面620可以是玻璃衬底600中相互对立的上、下两个面，第九侧面610和第十侧面620可以相互平行。第九侧面610靠近上述透明导电电极500的第八侧面520，第十侧面620靠近下述FTO电极层700，第十侧面620可以和下述FTO电极层700相互平行。可以将透明导电电极500的第九侧面610和上述透明导电电极500的第八侧面520贴合在一起，例如可以采用旋涂、刮刀涂布或狭缝涂布等方式，将透明导电电极500的第九侧面610设置在上述透明导电电极500的第八侧面520上。这样便能够在钙钛矿太阳能电池中由上至下依次设置为惰性半金属电极层100、电子传输层200、钙钛矿薄膜层300、空穴传输层400、透明导电电极500和玻璃衬底600的技术效果。
需要注意的是，若是将空穴传输层400和上述电子传输层200的位置互换，如将空穴传输层400的第五侧面410和上述惰性半金属电极层100相互贴合在一起，空穴传输层400的第六侧面420和上述钙钛矿薄膜层300的第三侧面310相互贴合在一起；将上述电子传输层200的第一侧面210和上述钙钛矿薄膜层300的第四侧面320相互贴合在一起，电子传输层200的第二侧面220和下述透明导电电极500的第七侧面510相互贴合在一起。此时在钙钛矿太阳能电池中由上至下依次设置为惰性半金属电极层100、空穴传输层400、钙钛矿薄膜层300、电子传输层200、透明导电电极500和玻璃衬底600。在将空穴传输层400和上述电子传输层200的位置互换之后，此时，空穴传输层400的上、下两个侧面可以分别为图1中的第一侧面210和第二侧面220，空穴传输层400通过所述第一侧面210可以设置在所述惰性半金属电极层100上，钙钛矿薄膜层300300通过所述第三侧面310可以设置在所述第二侧面220上；电子传输层的上、下两个侧面可以分别为图1中的第五侧面410和第六侧面420，电子传输层通过所述第五侧面410可以设置在所述第四侧面320上，透明导电电极500通过所述第七侧面510设置在所述第六侧面420上。
为了在上述惰性半金属电极层100、电子传输层200、钙钛矿薄膜层300、空穴传输层400、透明导电电极500和玻璃衬底600的基础上，继而增加工作电极，本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池还可以包括FTO电极层700，所述FTO电极层700和所述第十侧面620相贴合，且所述第十侧面620位于所述FTO电极层700和所述第九侧面610之间。
请继续参见图1，FTO电极层700可以是指FTO导电玻璃，FTO导电玻璃是掺杂氟的SnO2透明导电玻璃(SnO2：F)，简称为FTO。FTO玻璃被作为ITO导电玻璃的替换用品被开发利用，可被广泛用于液晶显示屏，光催化，薄膜太阳能电池基底、染料敏化太阳能电池、电致变色玻璃等领域。FTO电极层700可以呈现为长方体形状，可以将FTO电极层700和上述玻璃衬底600的第十侧面620贴合在一起，例如可以采用旋涂、刮刀涂布或狭缝涂布等方式，将FTO电极层700设置在玻璃衬底600的第十侧面620上。这样便能够在钙钛矿太阳能电池中由上至下依次设置为惰性半金属电极层100、电子传输层200、钙钛矿薄膜层300、空穴传输层400、透明导电电极500、玻璃衬底600和FTO电极层700的技术效果。
需要注意的是，若是将空穴传输层400和上述电子传输层200的位置互换，如将空穴传输层400的第五侧面410和上述惰性半金属电极层100相互贴合在一起，空穴传输层400的第六侧面420和上述钙钛矿薄膜层300的第三侧面310相互贴合在一起；将上述电子传输层200的第一侧面210和上述钙钛矿薄膜层300的第四侧面320相互贴合在一起，电子传输层200的第二侧面220和下述透明导电电极500的第七侧面510相互贴合在一起。此时在钙钛矿太阳能电池中由上至下依次设置为惰性半金属电极层100、空穴传输层400、钙钛矿薄膜层300、电子传输层200、透明导电电极500、玻璃衬底600和FTO电极层700。
在实际使用中，请参见图2，图2是本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的光电流密度—电压输出特性曲线对比示意图。本发明实施例所制成的钙钛矿太阳能电池的面积由光学掩膜可以决定为1cm2，3A级太阳光模拟器输出光强可以为100mW/cm2。从光电流密度—电压输出特性曲线对比示意图可以得到电池的光电转化效率分别为标准Ag电极的效率为18.18％；Sb电极的效率为17.22％；Bi电极的效率为16.02％。这说明Sb和Bi替换Ag电极后，仍能使钙钛矿太阳能电池具有较高的光电转化效率。请参见图3和图4，图3是本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的半金属Bi电极的XRD衍射图谱示意图，图4是本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的半金属Sb电极的XRD衍射图谱示意图。半金属Bi和Sb两种材料均呈现出了良好的结晶度，并且都为二维生长取向，这样更容易形成致密的金属薄膜，能够有效屏蔽水汽，延缓钙钛矿薄膜的分解，从而可以达到“类封装”的技术效果。
请参见图5，图5是本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的XRD衍射图谱对比示意图。对于不同金属覆盖卤化物钙钛矿(CH3NH3PbI3)薄膜在85℃进行老化，老化后的金属Ag被钙钛矿腐蚀生成了AgI，而老化后的Bi与Sb不仅没有与钙钛矿发生反应，还仍然表现出良好的结晶度。从而反映出Bi与Sb金属对卤化物钙钛矿具有较强的抗化学腐蚀能力。请参见图6，图6是本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的存储效率变化对比示意图。在测试条件为未封装器件暗态保存，湿度的数值范围是50-70％，环境温度的数值范围是25℃时。对比试验结果表明，基于半金属Bi或Sb电极对应的电池稳定性比金属Ag电极有了显著地提高。继而以Bi或Sb取代常规昂贵金属电极(Ag，Au等)能够适当降低了器件的材料成本，从而达到了极大提高了电池稳定性，有利于钙钛矿太阳能电池的产业化的技术效果。
请参见图7，图7是本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的光照稳定性对比示意图。对于不同金属电极的钙钛矿太阳能电池光照稳定性。测试条件可以设置为未封装器件，无水无氧N2气环境，环境温度为25℃，白光LED的光强为100mW/cm2，进行最大功率点连续检测。实验结果表明，基于半金属Bi和Sb电极的钙钛矿太阳能电池的光照稳定性得到了显著提高。从而达到了降低钙钛矿太阳能电池的制造成本，提高稳定性的技术效果。
请参见图8，图8是本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的多层叠加结构示意图。为了在上述依次由惰性半金属电极层100、电子传输层200、钙钛矿薄膜层300、空穴传输层400、透明导电电极500、玻璃衬底600和FTO电极层700组成的钙钛矿太阳能电池的基础上，或者在上述依次由惰性半金属电极层100、空穴传输层400、钙钛矿薄膜层300、电子传输层200、透明导电电极500、玻璃衬底600和FTO电极层700组成的钙钛矿太阳能电池的基础上，增大钙钛矿太阳能电池的电压。在本发明提供一种钙钛矿太阳能电池的实施例中，钙钛矿太阳能电池还可以包括第二惰性半金属电极层800、第二电子传输层810、第二钙钛矿薄膜层820、第二空穴传输层830、第二透明导电电极840、第二玻璃衬底850和第二FTO电极层860。
第二惰性半金属电极层800可以设置在第二电子传输层810的表面上，由于第二惰性半金属电极层800和上述惰性半金属电极层100的结构、原理相同，此处不再累述；由于第二电子传输层810和上述电子传输层的结构、原理相同，此处不再累述。第二电子传输层810可以设置在第二钙钛矿薄膜层820的表面上，由于第二钙钛矿薄膜层820和上述钙钛矿薄膜层300的结构、原理相同，此处不再累述。第二钙钛矿薄膜层820可以设置在第二空穴传输层830的表面上，由于第二空穴传输层830和上述空穴传输层400的结构、原理相同，此处不再累述。第二空穴传输层830可以设置在第二透明导电电极840的表面上(同理，第二电子传输层810和第二空穴传输层830的位置可以互换，由于第二电子传输层810和第二空穴传输层830的位置的互换，与上述电子传输层和空穴传输层的位置的互换的原理相同，此处不再累述)，由于第二透明导电电极840和上述第二透明导电电极840的结构、原理相同，此处不再累述。第二透明导电电极840可以设置在第二FTO电极层860的表面上，由于第二FTO电极层860和上述FTO电极层的结构、原理相同，此处不再累述。从而达到了增大本发明提供的钙钛矿太阳能电池的电压的技术效果。
本发明提供一种钙钛矿太阳能电池，通过在惰性半金属电极层100上设置电子传输层200的第一侧面210，使得惰性半金属电极层100和电子传输层200相互贴合；在电子传输层200的第二侧面220上设置钙钛矿薄膜层300的第三侧面310，使得钙钛矿薄膜层300和电子传输层200相互贴合；在钙钛矿薄膜层300的第四侧面320上设置空穴传输层400的第五侧面410，使得空穴传输层400和钙钛矿薄膜层300相互贴合；在空穴传输层400的第六侧面420上设置透明导电电极500的第七侧面510，使得透明导电电极500和空穴传输层400相互贴合；在透明导电电极500的第八侧面520上设置玻璃衬底600的第九侧面610，使得玻璃衬底600和透明导电电极500相互贴合。这样使得钙钛矿太阳能电池中依次设置有惰性半金属电极层100、电子传输层200、钙钛矿薄膜层300、空穴传输层400、透明导电电极500和玻璃衬底600，继而能够用惰性半金属电极层100来取代常规的昂贵金属电极，以降低了钙钛矿太阳能电池器件的材料成本，提高了电池的稳定性。从而达到了降低钙钛矿太阳能电池的制造成本，提高稳定性的技术效果。
基于同一发明构思，本申请提供了与实施例一所对应的一种钙钛矿太阳能电池的制作方法，详见实施例二。
实施例二
请参见图9所示，图9是本发明实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池的制作方法的流程图。本发明实施例二提供了一种钙钛矿太阳能电池的制作方法，所述钙钛矿太阳能电池的制作方法包括：
步骤S100，获取FTO电极层700，在所述FTO电极层700上制备玻璃衬底600；
具体而言，可以采用现有的常规方式将玻璃衬底600制备在所述FTO电极层700的表面上，例如可以通过旋涂、刮刀涂布或狭缝涂布等镀膜方式，来将FTO电极层700镀在FTO电极层700的表面上。可以使得FTO电极层700和玻璃衬底600相互平行。这样便能够在钙钛矿太阳能电池中由下至上依次制作为FTO电极层700和玻璃衬底600的技术效果。
步骤S200，在所述玻璃衬底600上制备透明导电电极500；
具体而言，可以采用现有的常规方式将透明导电电极500制备在述所述玻璃衬底600的表面上，例如可以通过旋涂、刮刀涂布或狭缝涂布等镀膜方式，来将透明导电电极500镀在玻璃衬底600的表面上。可以使得透明导电电极500和玻璃衬底600相互平行。这样便能够在钙钛矿太阳能电池中由下至上依次制作为FTO电极层700、玻璃衬底600和透明导电电极500的技术效果。
步骤S300，在所述透明导电电极500上制备空穴传输层400；
具体而言，可以采用现有的常规方式将空穴传输层400制备在述所述透明导电电极500的表面上，例如可以通过旋涂、刮刀涂布或狭缝涂布等镀膜方式，来将空穴传输层400镀在透明导电电极500的表面上。可以使得透明导电电极500和空穴传输层400相互平行。这样便能够在钙钛矿太阳能电池中由下至上依次制作为FTO电极层700、玻璃衬底600、透明导电电极500和空穴传输层400的技术效果。
步骤S400，在所述空穴传输层400上制备钙钛矿薄膜；
具体而言，可以采用现有的常规方式将钙钛矿薄膜制备在述所述空穴传输层400的表面上，例如可以通过旋涂、刮刀涂布或狭缝涂布等镀膜方式，来将钙钛矿薄膜镀在空穴传输层400的表面上。可以使得钙钛矿薄膜和空穴传输层400相互平行。这样便能够在钙钛矿太阳能电池中由下至上依次制作为FTO电极层700、玻璃衬底600、透明导电电极500、空穴传输层400和钙钛矿薄膜的技术效果。
步骤S500，在钙钛矿薄膜上制备电子传输层200；
具体而言，可以采用现有的常规方式将电子传输层200制备在所述钙钛矿薄膜的表面上，例如可以通过旋涂、刮刀涂布或狭缝涂布等镀膜方式，来将电子传输层200在钙钛矿薄膜的表面上。可以使得钙钛矿薄膜和电子传输层200相互平行。这样便能够在钙钛矿太阳能电池中由下至上依次制作为FTO电极层700、玻璃衬底600、透明导电电极500、空穴传输层400、钙钛矿薄膜和电子传输层200技术效果。
步骤S600，在真空度小于10-3Pa，蒸镀温度小于1000℃，蒸镀速度范围从到蒸镀厚度范围从200nm到5μm的条件下，通过在所述电子传输层200上真空蒸镀惰性半金属电极层100，以制备所述钙钛矿太阳能电池。
具体而言，惰性半金属电极层100可以是指由Bi元素或者Sb元素制作而成的电极层。可以在真空度小于10-3Pa，蒸镀的温度小于1000℃，蒸镀的速度范围从到的环境中，在上述电子传输层200的表面上，蒸镀一层具有化学惰性的半金属Bi或Sb，来作为电极材料，以此形成惰性半金属电极层100，所形成的惰性半金属电极层100厚度范围可以是200nm～5μm。这样便能够在钙钛矿太阳能电池中由下至上依次制作为FTO电极层700、玻璃衬底600、透明导电电极500、空穴传输层400、钙钛矿薄膜、电子传输层200和惰性半金属电极层100技术效果。
由于半金属Bi和Sb在低温中容易发生蒸发，所以蒸镀的过程中不会造成钙钛矿的热分解；并且使得惰性半金属电极层100的成膜致密，在常温中惰性半金属电极层100难与水、氧和卤化物钙钛矿薄膜发生反应，继而有效的阻止了水汽的渗透，同时避免了卤化物钙钛矿对电极的腐蚀，从而达到了显著提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性的技术效果。
当所制备的钙钛矿太阳能电池在有效活性面积为1cm2时，若以Ag作为金属电极，则光电转换效率在18％以上。但是，通过蒸镀半金属Bi或Sb作为电极材料时，可以保证钙钛矿太阳能电池器件具有较高效率，同时可以大幅度提升钙钛矿太阳能电池的稳定性。若将基于半金属Bi或Sb电极的钙钛矿太阳能电池，放置在50-70％的湿度环境暗态保存，经过10000个小时的稳定性检测，钙钛矿太阳能电池的光电转换效率依然可以在其初始效率的88％以上；然而在同等老化条件下，基于传统Ag金属电极的电池则寿命大幅度降低。从而达到了用惰性半金属电极层100来取代常规的昂贵金属电极，以降低了钙钛矿太阳能电池器件的材料成本，提高了电池的稳定性。从而达到了降低钙钛矿太阳能电池的制造成本，提高稳定性的技术效果。
本发明提供一种钙钛矿太阳能电池的制作方法，通过获取FTO电极层700后，将玻璃衬底600制备在所述FTO电极层700上；将透明导电电极500制备在所述玻璃衬底600上；将空穴传输层400制备在所述透明导电电极500上；将钙钛矿薄膜制备在所述空穴传输层400上；将电子传输层200制备在钙钛矿薄膜上。然后在真空度小于10-3Pa，蒸镀温度小于1000℃，蒸镀速度范围从到蒸镀厚度范围从200nm到5μm的条件下，通过在所述电子传输层200上真空蒸镀惰性半金属电极层100，以制备所述钙钛矿太阳能电池。这样使得钙钛矿太阳能电池中依次设置有惰性半金属电极层100、电子传输层200、钙钛矿薄膜层300、空穴传输层400、透明导电电极500和玻璃衬底600，继而能够用惰性半金属电极层100来取代常规的昂贵金属电极，以降低了钙钛矿太阳能电池器件的材料成本，提高了电池的稳定性。从而达到了降低钙钛矿太阳能电池的制造成本，提高稳定性的技术效果。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种钙钛矿太阳能电池的结构，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池的结构包括：
惰性半金属电极层；
空穴传输层，所述空穴传输层设置有第一侧面和第二侧面，所述空穴传输层通过所述第一侧面设置在所述惰性半金属电极层上；
钙钛矿薄膜层，所述钙钛矿薄膜层设置有第三侧面和第四侧面，所述钙钛矿薄膜层通过所述第三侧面设置在所述第二侧面上，且所述第二侧面位于所述第三侧面和所述第一侧面之间；
电子传输层，所述电子传输层设置有第五侧面和第六侧面，所述电子传输层通过所述第五侧面设置在所述第四侧面上，且所述第四侧面位于所述第五侧面和所述第三侧面之间；
透明导电电极，所述透明导电电极设置有第七侧面和第八侧面，所述透明导电电极通过所述第七侧面设置在所述第六侧面上，且所述第六侧面位于所述第七侧面和所述第五侧面之间；
玻璃衬底，所述玻璃衬底设置有第九侧面和第十侧面，所述玻璃衬底通过所述第九侧面设置在所述第八侧面上，且所述第八侧面位于所述第九侧面和所述第七侧面之间。
2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的结构，其特征在于：
所述惰性半金属电极层的制作材料是Bi元素。
3.如权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池的结构，其特征在于：
所述惰性半金属电极层的厚度范围从200nm到5μm。
4.如权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池的结构，其特征在于：
所述空穴传输层的制作材料是PCBM材料。
5.如权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的结构，其特征在于：
所述空穴传输层的制作材料是NiO材料，且所述空穴传输层和所述空穴传输层相平行。
6.如权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池的结构，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池的结构还包括：
FTO电极层，所述FTO电极层和所述第十侧面相贴合，且所述第十侧面位于所述FTO电极层和所述第九侧面之间。
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|---|---|---|---|---|
| US20150279573A1 (en) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | Ricoh Company, Ltd. | Perovskite solar cell |
| CN107546326A (zh) * | 2016-06-24 | 2018-01-05 | 云南科威液态金属谷研发有限公司 | 低熔点金属电极型钙钛矿太阳能电池 |
| CN107994118A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-05-04 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 钙钛矿太阳能电池、双层金属电极及其制备方法 |
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