CN111987219A - 基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池 - Google Patents
基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池，主要解决钙钛矿太阳能电池对红外光谱利用不充分和稳定性差的问题。其自上而下依次包括透明导电衬底(1)、电子传输层(3)全无机钙钛矿吸收层(4)、空穴传输层(5)和顶部电极(6)。其特征在于，透明导电衬底(1)与电子传输层(3)之间设有稀土元素掺杂四氟钇钠层(2)，所述稀土元素掺杂四氟钇钠采用掺杂镱、铒或掺杂镱、铥的四氟钇钠等中的任意一种。本发明增强了对红外光谱的吸收能力，且与全无机钙钛矿吸收带隙更加匹配，同时由于采用了全无机钙钛矿吸收层，避免了引入易分解的有机钙钛矿，提升了电池的稳定性，可用于为室外工作设备提供电能。
Description
技术领域
本发明属于半导体器件技术领域，更进一步涉及一种太阳能电池，可用于为室外工作设备提供电能。
背景技术
能源问题是人们面临的严峻问题之一，因此以单晶硅电池为主的光电转换器件一直是人们关注的重点。但是单晶硅价格昂贵，工艺较为复杂，发展几十年来其光电转换效率仍然没有较大突破。近年来，由于钙钛矿材料具有较小的激子结合能，较高的消光系数以及合适的带隙，能有效吸收紫外到近红外光谱范围内的光子，吸引了众多研究人员的注意。
以钙钛矿材料作为吸收层的钙钛矿太阳能电池具有以下典型结构：透明导电衬底、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层以及顶部电极。这种电池在受到太阳光的照射时，其中的钙钛矿吸收层能吸收利用太阳光中的光子，在内部产生电子空穴对。产生的电子或空穴通过电子传输层或空穴传输层被传导至对应电极，从而进入外部电路。根据钙钛矿吸收层材料组分包括有机钙钛矿材料、有机无机杂化钙钛矿以及全无机钙钛矿材料。传统含有机钙钛矿组分的电池虽然能得到较高的效率，但是其中的有机钙钛矿组分在长期工作过程中由于接触水分，氧气或光照等不利外界因素会发生分解，严重降低电池的效率，稳定性难以保证。而采用全无机钙钛矿材料作为电池吸收层能有效避免电池稳定性的损失。
此外，为了避免全无机钙钛矿材料由于其较大的带隙不能对近红外光谱有效利用，引入稀土元素掺杂四氟钇钠材料以拓展电池在近红外光谱的吸收。该材料受到波长长，能量低的光激发时能发射出波长短，能量高的光子，能将红外光转换成钙钛矿吸收层能有效吸收的可见光，从而提高电池的转换效率。
西安建筑科技大学在其申请的专利文献“核壳结构上转换材料的制备及其在钙钛矿太阳能电池中的应用”(申请号：201510741653.X申请公开号：CN105428541A)中公开了一种制备具有核壳结构上转换材料的钙钛矿太阳能电池的方法。该方法采用氟掺杂氧化铟锡FTO作为透明导电衬底，采用旋涂法制备氧化钛TiO2致密层及高温烧结制备氧化钛TiO2介孔层作为电子传输层，采用二氧化硅包覆掺杂镱和铒的四氟钇钠NaYF4：Yb3+，Er3+@SiO2作为上转换纳米颗粒，采用一步旋涂法制备钙钛矿吸收层，采用旋涂法制备2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴材料作为空穴传输层，采用蒸镀法制备金属电极。但是该方法采用的有机钙钛矿组分材料容易受外界水分氧气光照等因素影响而分解，造成电池稳定性不佳。同时该方法采用高温烧结方法制备氧化钛TiO2介孔层，限制了透明导电衬底的多样性，不利于低温柔性及大面积电子器件的制备。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有的不足，提出一种基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池，以提高钙钛矿太阳能电池的光谱利用效率和稳定性。同时避免高温工艺的引入，有利于未来低温柔性及大面积电子器件的制备。
本发明的技术方案是这样实现的：
1.一种基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池，自上而下依次包括透明导电衬底、电子传输层、全无机钙钛矿吸收层、空穴传输层和顶部电极，其特征在于：
所述透明导电衬底与所述电子传输层之间设有稀土元素掺杂四氟钇钠层，以提高红外光到可见光的转换能力，拓展钙钛矿太阳能电池对红外光谱的吸收，且与全无机钙钛矿吸收层的带隙更加匹配；
所述全无机钙钛矿吸收层，采用由阳离子A、阳离子B，阴离子X和阴离子Y组成的钙钛矿ABXmY3-m，其中，A为铯Cs，B为铅Pb，X、Y为氯Cl、溴Br或碘I中的一种或几种，m为1-3。
进一步，所述稀土元素掺杂四氟钇钠包括掺杂镱、铒或掺杂镱、铥的四氟钇钠中的任意一种。
进一步，所述透明导电衬底采用氧化铟锡ITO或氟掺杂氧化锡FTO材料。
进一步，所述电子传输层的厚度为15-100nm，其采用氧化锡或氧化锌中的任意一种；所述全无机钙钛矿吸收层的厚度为100-500nm。
进一步，所述透明导电衬底采用氧化铟锡ITO或氟掺杂氧化锡FTO材料；所述电子传输层的厚度为15-100nm，且采用氧化锡或氧化锌中的任意一种；所述全无机钙钛矿吸收层的厚度为100-500nm；所述顶部电极采用金、银、碳电极中的任意一种。
进一步，所述空穴传输层的厚度为50-500nm，其采用：2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴；三苯胺衍生物；聚3，4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐；聚3-己基噻吩；聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]；硫氰酸亚铜CuSCN；氧化镍NiO；氧化亚铜Cu2O这八种材料中的任意一种。
2.一种基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，包括如下：
1)对透明导电衬底依次进行清洗和紫外臭氧的表面预处理；
2)配制稀土元素掺杂四氟钇钠前驱体溶液，采用旋涂法以3500-4000rpm的转速将该溶液旋涂于预处理后的透明导电衬底上30s-45s，得到稀土元素掺杂四氟钇钠层；
3)配制电子传输层前驱体溶液，采用旋涂法以2000-4000rpm的转速将该溶液旋涂于稀土元素掺杂四氟钇钠层上30s-45s，并对旋涂后的样件进行退火处理，得到电子传输层；
4)配制全无机钙钛矿前驱体溶液，采用旋涂法以2000-4000rpm的转速将该溶液旋涂于电子传输层上30s-45s，并对旋涂后的样件进行退火处理，得到全无机钙钛矿吸收层；
5)配制空穴传输层前驱体溶液，采用旋涂法以3000-5000rpm的转速将该溶液旋涂于制备好的全无机钙钛矿吸收层上30s-45s，得到空穴传输层；
6)使用真空镀膜仪将顶部电极蒸镀在空穴传输层上，或使用丝网印刷设备在空穴传输层上印刷碳电极，完成全无机钙钛矿太阳能电池的制备。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
第一，本发明由于增设了稀土元素掺杂四氟钇钠层，提高了近红外光谱利用率，提高了全无机钙钛矿吸收层的光谱匹配，提升了钙钛矿太阳能电池的光电转换能力。
第二，本发明由于采用全无机钙钛矿吸收层，避免了有机钙钛矿组分造成电池性能不稳定，提高了钙钛矿太阳能电池在长期工作条件下的寿命。
第三，本发明由于避免了氧化钛电子传输层的使用，可避免引入高温工艺，对于低温柔性及大面积电子器件的制备有应用前景。
附图说明
图1为本发明中全无机钙钛矿太阳能电池的结构图。
图2为本发明中全无机钙钛矿太阳能电池的制备流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
参照图1，本发明全无机钙钛矿太阳能电池的结构，包括透明导电衬底1、稀土元素掺杂四氟钇钠层2、电子传输层3、全无机钙钛矿吸收层4、空穴传输层5和顶部电极6。其中：
所述透明导电衬底1采用厚度为200-900nm的氧化铟锡ITO或氟掺杂氧化锡FTO材料；
所述稀土元素掺杂四氟钇钠层2位于透明导电衬底1上，其厚度为20-80nm，采用掺杂镱、铒或镱、铥的四氟钇钠中的任意一种。
所述电子传输层3位于稀土元素掺杂四氟钇钠层2上，其采用厚度为25-90nm的氧化锡、氧化锌中任意一种。
所述全无机钙钛矿吸收层4位于电子传输层3上，其厚度为100-500nm，采用由阳离子A、阳离子B，阴离子X和阴离子Y组成的钙钛矿ABXmY3-m，其中，A为铯Cs，B为铅Pb，X、Y为氯Cl、溴Br或碘I中的一种或几种，m为1-3；
所述空穴传输层5位于全无机钙钛矿吸收层4上，其采用2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴材料、三苯胺衍生物、聚3，4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐材料、聚3-己基噻吩材料、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]材料、硫氰酸亚铜CuSCN、氧化镍NiO及氧化亚铜Cu2O这八种材料中的任意一种,厚度为50-500nm；
所述顶部电极6位于空穴传输层5上，其采用金、银、碳电极中的任意一种,厚度为100-300nm。
参照图2，本发明基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池给出如下三个实施例。
实施例1：制备透明导电衬底采用氧化铟锡ITO，稀土元素掺杂四氟钇钠层采用掺杂镱、铒的四氟钇钠，电子传输层采用氧化锡，全无机钙钛矿吸收层采用CsPbI2Br，空穴传输层采用2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴材料，顶部电极采用银的全无机钙钛矿太阳能电池。
第1步，预处理氧化铟锡ITO透明导电衬底。
1.1)采用工业清洁剂Decon-90水溶液、去离子水、丙酮、异丙醇溶液在50℃下对规格为10Ω/sq氧化铟锡ITO透明导电衬底逐步使用进行超声清洗，每种清洗剂的超声清洗的时间均为20min，再使用氮气枪吹干所清洗过的氧化铟锡ITO透明导电衬底表面。
1.2)使用紫外臭氧UV-ozone对衬底表面进行紫外光照射和臭氧清洗15min，得到预处理后的透明导电衬底。
第2步，制备掺杂镱、铒的四氟钇钠层。
2.1)取1mmol氧化镱和1mmol的氧化铒溶解于20mL的硝酸中，在60℃的条件下搅拌30min后得到沉淀，将所得沉淀先用乙醇清洗，再在70℃的条件下干燥12h得到硝酸镱、硝酸铒粉末，将该粉末溶于5mL柠檬酸钠中，得到硝酸镱、硝酸铒溶液；
2.2)取5mmol四氟钇钠溶于5mL去离子水得到四氟钇钠溶液，然后将该溶液与2.1)中所得硝酸镱、硝酸铒溶液按1:1:0.1的体积比例混合，再在室温下磁力搅拌30min，得到掺杂镱、铒的四氟钇钠溶液；
2.3)将所得掺杂镱、铒的四氟钇钠溶液在反应釜中加热到200℃持续50h，之后经过冷却沉淀并用去离子水和乙醇洗涤3次得到掺杂镱、铒的四氟钇钠纳米颗粒，并将其加入到10mL的乙醇中，得到掺杂镱、铒的四氟钇钠前驱体溶液；
2.4)从配制好的掺杂镱、铒的四氟钇钠前驱体溶液中取出80μL，采用匀胶机设备以4000rpm转速旋涂于预处理后的氧化铟锡ITO透明导电衬底上，旋涂时间为30s，得到掺杂镱、铒的四氟钇钠层。
第3步，制备电子传输层。
3.1)采用15％的氧化锡水溶液1mL，加入去离子水2mL后，稀释配制5％的氧化锡溶液3mL，充分混合后备用；
3.2)从配制好的氧化锡溶液中取150μL，采用匀胶机设备以4000rpm转速旋涂于上述制备好的掺杂镱、铒的四氟钇钠层，旋涂时间为30s，得到氧化锡电子传输层，并将旋涂氧化锡电子传输层后的样件放置于热台上在135℃的温度下退火30min。
第4步，制备全无机钙钛矿吸收层。
4.1)将276mg碘化铅PbI2、220mg溴化铅PbBr2和312mg碘化铯CsI这三种材料溶于1mL的二甲基亚砜DMSO中，磁力搅拌12h，再将所得溶液采用0.2μm滤头过滤，得到全无机钙钛矿CsPbI2Br前驱体溶液；
4.2)从全无机钙钛矿CsPbI2Br前驱体溶液中取出250μL，采用匀胶机设备以4000rpm的转速于上述制备好的氧化锡电子传输层上旋涂30s，得到全无机钙钛矿CsPbI2Br吸收层，再将旋涂有全无机钙钛矿CsPbI2Br吸收层的样件放置于热台上，分别进行50℃条件下3min和160℃条件下10min的两步退火。
第5步，制备空穴传输层。
5.1)取90mg 2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴材料，18μL520mg/ml的Li-TFSI材料，29μL的100mg/ml的FK209材料和29μL的4-叔丁基吡啶材料，并将这四种材料添加到1ml的氯苯中充分混合搅拌后，得到空穴传输层前驱体溶液；
5.2)从配制好的空穴传输层前驱体溶液中取80μL，采用匀胶机设备以4000rpms转速旋涂于制备好的钙钛矿吸收层上，旋涂时间为30s，得到2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴材料空穴传输层。
第6步，制备顶部电极。
在腔室真空度低于10-5Pa的条件以下，以
的速率，利用掩膜版将银蒸镀于5.2)所制备好的空穴传输层上，形成120nm厚的电极Ag。完成本实例的全无机钙钛矿太阳能电池的制备。
实施例2：制备透明导电衬底采用氧化铟锡ITO，稀土元素掺杂四氟钇钠层采用掺杂镱、铥的四氟钇钠。电子传输层采用氧化锌，全无机钙钛矿吸收层采用CsPbI3，空穴传输层采用硫氰酸亚铜，顶部电极采用碳电极的钙钛矿太阳能电池。
步骤一，预处理氧化铟锡ITO透明导电衬底。
本步骤的具体实施与实施例1的第1步相同。
步骤二，制备掺杂镱、铥的四氟钇钠层。
2a)取1mmol氧化镱和1mmol氧化铥溶解于20mL的硝酸溶液中，在80℃的条件下搅拌30min后产生沉淀，将所得沉淀先用乙醇清洗，再在60℃的条件下干燥12h得到硝酸镱、硝酸铥粉末，取该粉末溶于5mL柠檬酸钠中，得到硝酸镱、硝酸铥溶液；
2b)取5mmol四氟钇钠溶于5mL去离子水得到四氟钇钠溶液，然后将该溶液与2a)中所得硝酸镱、硝酸铥溶液按1:1:0.1的体积比例混合，室温下磁力搅拌30min得掺杂镱、铥的四氟钇钠溶液，将所得溶液在反应釜中加热到200℃持续50h，之后经过冷却沉淀并用去离子水和乙醇洗涤3次得到掺杂镱、铥的四氟钇钠纳米颗粒，并加入到10mL的乙醇中，得到掺杂镱、铥的四氟钇钠前驱体溶液；
2c)从配制好的掺杂镱、铥的四氟钇钠前驱体溶液中取出90μL，采用匀胶机设备以3500rpm转速旋涂于预处理后的氧化铟锡ITO透明导电衬底上，旋涂时间为45s，得到掺杂镱、铥的四氟钇钠层。
步骤三，制备电子传输层。
3a)取二水合醋酸锌1g和乙醇胺0.28g溶于10ml的2-甲氧基乙醇中，并在空气中磁力搅拌12h，待其充分溶解，得到氧化锌前驱体溶液；
3b)从配制好的氧化锌前驱体溶液中取180μL，采用匀胶机设备以3000rpm的转速旋涂在制备好的掺杂镱、铥的四氟钇钠层上，旋涂时间为30s，得到氧化锌电子传输层，再将旋涂氧化锌电子传输层后的样件放置于热台上在130℃的温度下退火1h。
步骤四，制备全无机钙钛矿吸收层。
4a)取129mg碘化铯CsI和231mg碘化铅PbI2溶解到1mL的二甲基甲酰胺DMF中，再加入66μL氢碘酸HI充分摇匀混合，得到全无机钙钛矿CsPbI3前驱体溶液；
4b)从配制好的全无机钙钛矿CsPbI3前驱体溶液中取出240μL采用匀胶机设备以2000rpm的转速旋涂在制备好的氧化锌电子传输层上，旋涂时间为40s，得到全无机钙钛矿CsPbI3吸收层；
4c)将旋涂有全无机钙钛矿CsPbI3吸收层的样件放置于热台，在100℃的温度下退火10min，再浸入异丙醇中加热到100℃持续4min，之后放置于热台上在100℃的温度下退火5min。
步骤五，制备空穴传输层。
5a)取35mg浓度为99％的硫氰酸亚铜溶解在1mL浓度为98％的二乙基硫醚中，在室温下磁力搅拌30min，待充分混合后，得到硫氰酸亚铜溶液；
5b)从配制好的硫氰酸亚铜溶液中取出35μL，采用匀胶机设备以5000rpm的转速旋涂在制备好的全无机钙钛矿CsPbI3吸收层上，旋涂时间为30s，得到硫氰酸亚铜空穴传输层。
步骤六，制备顶部电极。
取10mL导电碳浆，加入0.5ml的标准专用稀释剂，然后通过丝网网版印刷在5b)所得硫氰酸亚铜空穴传输层表面，放入烘箱100℃下干燥20min，得到厚度为150nm的碳电极，完成本实例的全无机钙钛矿太阳能电池的制备。
实施例3：制备透明导电衬底采用氟掺杂氧化锡FTO，稀土元素掺杂四氟钇钠层采用掺杂镱、铒的四氟钇钠，电子传输层采用氧化锡，全无机钙钛矿吸收层采用CsPbIBr2，空穴传输层采用聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]材料，顶部电极采用金的钙钛矿太阳能电池。
步骤A，预处理氟掺杂氧化锡FTO透明导电衬底。
首先，采用工业清洁剂Decon-90水溶液、去离子水、丙酮、异丙醇溶液在50℃下对规格为15Ω/sq氟掺杂氧化锡FTO透明导电衬底逐步使用进行超声清洗，每种清洗剂的超声清洗的时间均为20min，使用氮气枪吹干所清洗过的氟掺杂氧化锡FTO透明导电衬底表面；
然后，使用紫外臭氧UV-ozone设备对衬底表面进行紫外光照射和臭氧清洗20min，得到预处理后的透明导电衬底。
步骤B，制备掺杂镱、铒的四氟钇钠层。
本步骤的具体实施与实施例1的第2步相同。
步骤C，制备电子传输层。
本步骤的具体实施与实施例1的第3步相同。
步骤D，制备全无机钙钛矿吸收层。
首先，取440mg溴化铅PbBr2和312mg碘化铯CsI溶解到1mL二甲基亚砜DMSO加热到60℃进行磁力搅拌直到完全溶解，得到全无机钙钛矿CsPbIBr2前驱体溶液；
然后，从所得全无机钙钛矿CsPbIBr2前驱体溶液取270μL，采用匀胶机设备以3000rpm的转速旋涂在制备好的氧化锡电子传输层上，旋涂时间为45s，得到全无机钙钛矿CsPbIBr2吸收层，再将旋涂有全无机钙钛矿CsPbIBr2吸收层的样件放置于热台分别30℃条件下10min和160℃条件下20min的两步退火。
步骤E，制备空穴传输层。
首先，取2mg聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]材料溶于1ml的甲苯中，得到聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]溶液；
然后，取80μL聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]溶液，采用匀胶机设备以3000rpm的转速在钙钛矿吸光层薄膜上旋涂45s，得到聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]空穴传输层，再将所得空穴传输层放置于热台上，在90℃的温度下退火30min。
步骤E，制备顶部电极。
在腔室真空度低于10-5Pa的条件下，以
的速率，利用掩膜版将金蒸镀于制备好的空穴传输层上，形成150nm厚的金电极，完成本实例的全无机钙钛矿太阳能电池制备。
以上描述仅是本发明的三个具体实例，并未构成对本发明的任何限制，例如配制全无机钙钛矿前驱体溶液时所采用的溶质配比并不局限于实施例中的三种，而是可以采用满足0.5-2.5M CsPbImBrnCl1-m-n配比的碘化铯CsI，溴化铯CsBr，氯化铯CsCl，碘化铅PbI2,氯化铅PbCl2和溴化铅PbBr2中的至少两种进行混合配制；配制空穴传输层前驱体溶液时所采用的空穴传输层材料并不局限于实施例中的三种，而是可以采用2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴材料；三苯胺衍生物；聚3，4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐材料；聚3-己基噻吩材料；聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]材料；硫氰酸亚铜CuSCN；氧化镍NiO；氧化亚铜Cu2O中任意一种进行配制。显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容的原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本发明的思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池，自上而下依次包括透明导电衬底(1)、电子传输层(3)、全无机钙钛矿吸收层(4)、空穴传输层(5)和顶部电极(6)，其特征在于：
所述透明导电衬底(1)与所述电子传输层(3)之间设有稀土元素掺杂四氟钇钠层(2)，以提高红外光到可见光的转换能力，拓展钙钛矿太阳能电池对红外光谱的吸收，且与全无机钙钛矿吸光层的带隙更加匹配；
所述全无机钙钛矿吸收层(4)采用由阳离子A、阳离子B，阴离子X和阴离子Y组成的钙钛矿ABXmY3-m，其中，A为铯Cs，B为铅Pb，X、Y为氯Cl、溴Br或碘I中的一种或几种，m为1-3。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述稀土元素掺杂四氟钇钠包括掺杂镱、铒或掺杂镱、铥的四氟钇钠中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：
所述透明导电衬底(1)采用氧化铟锡ITO或氟掺杂氧化锡FTO材料；
所述电子传输层(3)的厚度为15-100nm，且采用氧化锡或氧化锌中的任意一种；
所述全无机钙钛矿吸收层(4)的厚度为100-500nm；
所述顶部电极(6)采用金、银、碳电极中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层(5)的厚度为50-500nm，其采用以下八种材料中的任意一种：
2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴材料；
三苯胺衍生物；
聚3，4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐材料；
聚3-己基噻吩材料；
聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]材料；
硫氰酸亚铜CuSCN；
氧化镍NiO；
氧化亚铜Cu2O。
5.一种基于稀土元素掺杂四氟钇钠层的全无机钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，包括如下：
1)对透明导电衬底依次进行清洗和紫外臭氧的表面预处理；
2)配制稀土元素掺杂四氟钇钠前驱体溶液，采用旋涂法以3500-4000rpm的转速将该溶液旋涂于预处理后的透明导电衬底上30s-45s，得到稀土元素掺杂四氟钇钠层；
3)配制电子传输层前驱体溶液，采用旋涂法以2000-4000rpm的转速将该溶液旋涂于稀土元素掺杂四氟钇钠层上30s-45s，并对旋涂后的样件进行退火处理，得到电子传输层；
4)配制全无机钙钛矿前驱体溶液，采用旋涂法以2000-4000rpm的转速将该溶液旋涂于电子传输层上30s-45s，并对旋涂后的样件进行退火处理，得到全无机钙钛矿吸收层；
5)配制空穴传输层前驱体溶液，采用旋涂法以3000-5000rpm的转速将该溶液旋涂于制备好的全无机钙钛矿吸收层上30s-45s，得到空穴传输层；
6)使用真空镀膜仪将金属电极蒸镀在空穴传输层上，或使用丝网印刷设备在空穴传输层上印刷碳电极，完成全无机钙钛矿太阳能电池的制备。
6.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，1)中对透明导电衬底依次进行清洗和紫外臭氧的表面预处理，实现如下：
1a)逐步采用工业清洁剂Decon-90水溶液、去离子水、丙酮、异丙醇溶液在50℃条件下对透明导电衬底逐步使用进行超声清洗；
1b)使用氮气枪吹干所清洗过的透明导电衬底表面。然后使用紫外臭氧UV-ozone设备对衬底表面进行紫外光照射和臭氧清洗，得到预处理后的衬底；
7.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，2)中配制稀土元素掺杂四氟钇钠前驱体溶液，实现如下：
2a)将1mmol的氧化镱与1mmol的氧化铒或氧化铥混合溶解于20mL的硝酸溶液中,在温度为60-80℃的条件下搅拌0.5-1h得到沉淀物，所得沉淀物先用乙醇清洗，再在60-70℃条件下干燥12h得稀土掺杂材料粉末，所得粉末溶于5mL的柠檬酸钠中得到稀土掺杂材料溶液。
2b)取5mmol四氟钇钠溶于5mL去离子水，得到四氟钇钠溶液。
2c)将所得稀土掺杂材料溶液和四氟钇钠溶液按规定比例混合搅拌30min，并在200℃条件下反应50h，经过冷却、沉淀和清洗，加入10mL乙醇溶剂得到稀土元素掺杂四氟钇钠前驱体溶液。
8.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，3)中配制电子传输层前驱体溶液，是将氧化锡或氧化锌和对应的添加剂按规定比例混合加入1-10mL的对应溶剂，并在15-35℃的条件下搅拌0-12h，得到电子传输层前驱体溶液。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，4)中配制钙钛矿前驱体溶液，是先将满足0.5-2.5M CsPbImBrnCl1-m-n配比的碘化铯CsI，溴化铯CsBr，氯化铯CsCl，碘化铅PbI2,氯化铅PbCl2和溴化铅PbBr2中的至少两种混合；再加入1-10ml二甲基亚砜溶剂或二甲基甲酰胺与氢碘酸的混合溶剂，将其摇匀后在60-80℃条件下搅拌2-12h，得到钙钛矿前驱体溶液。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，5)中配制空穴传输层前驱体溶液，是将2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴材料或聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]材料或硫氰酸亚铜与对应的添加剂按照规定比例混合后，加入1-10mL的对应溶剂，并在25-40℃条件下搅拌0-12h得到空穴传输层前驱体溶液。
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