CN114388696A - 一种光吸收材料、其制备方法及光伏电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光吸收材料，包括硒化锑纳米棒与包裹或部分包裹在硒化碲纳米棒外的N型钙钛矿吸收层；所述N型钙钛矿吸收层的材料为掺杂有N型掺杂材料的ABX3；其中，A为MA、FA、Cs与PEA中的一种或多种；MA为CH3NH3；FA为NH2CHNH2；PEA为C8H9NH3；B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种；所述N型掺杂材料包括Bi3+、Sb3+、Fe3+与Al3+中的一种或多种。与现有技术相比，本发明在硒化锑纳米棒外包裹钙钛矿材料层形成核壳结构，将带隙不同的材料结合，进而可拓宽太阳光谱的利用范围，提高电流密度，突破单层钙钛矿效率极限，提高了光电转换效率。

Description

一种光吸收材料、其制备方法及光伏电池
技术领域
本发明属于光伏电池技术领域，尤其涉及一种光吸收材料、其制备方法及光伏电池。
背景技术
光伏电池也称太阳能电池可以通过光电转换将太阳能转化为电能被人们直接使用而备受关注。根据太阳能电池的发展和所用的光吸收层材料，可将太阳能电池分为三类。第一类是硅基太阳能电池，包括单晶硅、多晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池以及硅的叠层太阳能电池；第二类是化合物太阳能电池，包括铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)和钙钛矿等太阳能电池；第三类是新型太阳能电池，包括染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池和量子点太阳能电池等。
其中，钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells)，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。
钙钛矿太阳能电池，采用具有钙钛矿晶体结构的有机无机杂化的金属卤化物作为吸光层，自2009年以来，因制备方式简单、生产成本低廉和光电性能优异而备受关注，光电转换效率由3.8％迅速升至25.5％，成为当前发展最快的光伏技术，是全世界最受瞩目的新兴光伏技术，业界期待钙钛矿技术在进一步提高光电转化效率的同时，能够大幅度降低光伏组件的制造成本。
单结太阳能电池由于只能吸收特定范围内的光子，使其具有肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)效率极限。将多个带隙不同的光吸收剂组成多结太阳能电池，不仅可以拓宽太阳光谱的利用范围，同时可以降低光生载流子的热驰豫损失。目前钙钛矿主要与晶硅、铜铟镓硒、钙钛矿等叠加形成双结或多结电池器件。叠层电池是将宽带隙吸收层和窄带隙吸收层通过中间复合层连接，制备过程复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种光吸收材料、其制备方法及光伏电池，该光吸收材料可扩宽单层光伏电池的光谱吸收范围，提高光电转换效率，且无需电子或空穴传输层，制备工艺简单。
本发明提供了一种光吸收材料，包括硒化锑纳米棒与包裹或部分包裹在硒化碲纳米棒外的N型钙钛矿吸收层；所述N型钙钛矿吸收层的材料为掺杂有N型掺杂材料的ABX3；其中，A为MA、FA、Cs与PEA中的一种或多种；MA为CH3NH3；FA为NH2CHNH2；PEA为C8H9NH3；B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种；所述N型掺杂材料包括Bi3+、Sb3+、Fe3+与Al3+中的一种或多种。
优选的，所述硒化碲纳米棒的长度为100～600nm；直径为2～100nm。
优选的，所述N型钙钛矿吸收层的厚度为100～300nm。
优选的，所述N型掺杂材料与B的摩尔比为(0.01～0.05)：(0.95～0.99)。
本发明还提供了一种上述的光吸收材料的制备方法，包括：
将硒化锑纳米棒完全浸泡或部分浸泡在掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液中，得到光吸收材料；
所述掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液按照以下方法制备：将MAX、FAX与CsX中的一种或多种、BX2与N型掺杂材料在溶剂中混合，得到掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液，其中，B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种；所述N型掺杂材料包括Bi3+、Sb3+、Fe3+与Al3+中的一种或多种。
优选的，所述硒化锑纳米棒在钙钛矿前驱体溶液中的浸泡时间为10～45min；所述掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.5～2mol/L。
优选的，所述硒化锑纳米棒按照以下方法制备：
在碱性溶液中加入硒粉与水合肼混合搅拌，然后加入锑盐，水热反应后，得到硒化锑纳米棒；所述水热反应的温度为100℃～200℃；所述水热反应的时间为9～36h。
本发明还提供了一种光伏电池，包括依次设置的基底、第一电极、活性层、过渡层与第二电极；所述活性层包括上述光吸收材料。
优选的，所述第一电极的厚度为600～1000nm；
所述活性层的厚度为300～600nm；
所述过渡层的厚度为5～10nm；
所述第二电极的厚度为300～1000nm。
优选的，所述第一电极与第二电极各自独立地选自Mo、ITO、ZnO、掺铝ZnO、Au、Ag与Cu中的一种或多种；所述过渡层为MoO3。
本发明提供一种光吸收材料，包括硒化锑纳米棒与包裹或部分包裹在硒化碲纳米棒外的N型钙钛矿吸收层；所述N型钙钛矿吸收层的材料为掺杂有N型掺杂材料的ABX3；其中，A为MA、FA、Cs与PEA中的一种或多种；MA为CH3NH3；FA为NH2CHNH2；PEA为C8H9NH3；B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种；所述N型掺杂材料包括Bi3+、Sb3+、Fe3+与Al3+中的一种或多种。与现有技术相比，本发明在硒化锑纳米棒外包裹钙钛矿材料层形成核壳结构，将带隙不同的材料结合，进而可拓宽太阳光谱的利用范围，提高电流密度，突破单层钙钛矿效率极限，提高了光电转换效率。
相较于叠层电池，本发明凭借无需中间复合层的制备，直接将1.1～1.3eV窄带隙的硒化锑纳米棒浸泡在1.4～2.0eV的宽带隙强N型钙钛矿前驱体溶液中，形成带隙不同的双层光吸收层，具有制备工序简单、成本低等优势，降低了叠层电池设计和制备的技术难度。
实验表明，采用Sb2Se3与钙钛矿核壳结构的活性层的光伏电池，扩宽了光伏电池的光谱吸收范围，吸收范围从350～750nm扩宽至350～1050nm；提高了光电转换效率，光电转换效率从12.6％提升至19.8％。
附图说明
图1为本发明提供的光伏电池的结构示意图；
图2为本发明实施例1步骤3)中得到的复合有硒化锑纳米棒基底的俯视SEM图；
图3为本发明实施例1制备的样品5硒化碲/钙钛矿吸收层的吸收光谱图；
图4为本发明对比例1样品4中钙钛矿前驱体溶液制备的单层钙钛矿吸收层的吸收光谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种光吸收材料，包括硒化锑纳米棒与包裹或部分包裹在硒化碲纳米棒外的N型钙钛矿吸收层；所述N型钙钛矿吸收层的材料为掺杂有N型掺杂材料的ABX3；其中，A为MA、FA、Cs与PEA中的一种或多种；MA为CH3NH3；FA为NH2CHNH2；PEA为C8H9NH3；B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种；所述N型掺杂材料包括Bi3+、Sb3+、Fe3+与Al3+中的一种或多种。
本发明提供的光吸收材料以硒化锑纳米棒为核，其具有1.1～1.3eV的带隙；所述硒化锑纳米棒的长度优选为100～600nm；所述硒化锑纳米棒的直径优选为2～100nm。
所述硒化锑纳米棒外包裹或部分包裹有宽带隙(1.4～2.0eV)强N型的钙钛矿吸收层，将带隙不同的材料结合，以拓宽太阳光谱的利用范围；所述钙钛矿吸收层的厚度优选为100～300nm；所述钙钛矿材料层为ABX3；其中，A为MA、FA与Cs中的一种或多种；MA为CH3NH3；FA为NH2CHNH2；B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种；在本发明中，A具体为MA和/或Cs与FA；所述MA和/或Cs与FA的摩尔比优选为(0.1～0.2)：(0.8～0.9)，更优选为0.15：0.85；所述B优选为Sn和Pb；Sn与Pb的摩尔比优选为(0.2～0.5)：(0.5～0.8)，更优选为(0.3～0.4)：(0.6～0.7)；在本发明提供的实施例中，所述Sn与Pb的摩尔比具体为0.2：0.8、0.4：0.6或0.5：0.5；X优选为Br和/或I中的一种或多种；当所述X为Br和I时，Br与I的摩尔比优选为1：5。
本发明在硒化锑纳米棒外包裹钙钛矿材料层形成核壳结构，将带隙不同的材料结合，进而可拓宽太阳光谱的利用范围，提高电流密度，突破单层钙钛矿效率极限，提高了光电转换效率。
本发明还提供了一种上述的光吸收材料的制备方法，包括：将硒化锑纳米棒浸泡在掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液中，得到光吸收层；所述掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液按照以下方法制备：将MAX、FAX与CsX中的一种或多种与、BX2与N型掺杂材料在溶剂中混合，得到掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液；其中X为Cl、Br与I中的一种或多种；所述N型掺杂材料包括Bi3+、Sb3+、Fe3+与Al3+中的一种或多种。
其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
所述硒化锑纳米棒同上所述，在此不再赘述；在本发明中，所述硒化锑纳米棒优选按照以下方法制备：在碱性溶液中加入硒粉与水合肼混合搅拌，然后加入锑盐，水热反应后，得到硒化锑纳米棒；所述碱性溶液的pH值为7～9；所述碱性溶液优选为碱金属氢氧化物水溶液；所述硒粉与碱性溶液的质量比优选为(1.2～3)：5；所述水合肼的质量与硒粉的质量比为1：(8～15)；所述锑盐优选为无机锑盐，更优选为氯化锑；所述锑盐中锑元素与硒粉的摩尔比优选为2：3；所述混合搅拌的时间优选为10～20min，更优选为15min；所述水热反应的温度为100℃～200℃，更优选为150℃；所述水热反应的时间为9～36h。
所述N型钙钛矿前驱体溶液按照以下方法制备：将MAX、FAX与CsX中的一种或多种、PbX2与N型掺杂材料在溶剂中混合，得到掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液；B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种；所述MAX、FAX与CsX的总摩尔量与BX2的摩尔比优选为1：1；所述N型掺杂材料与B的摩尔比优选为(0.01～0.05)：(0.95～0.99)，更优选为(0.02～0.05)：(0.95～0.98)；在本发明提供的实施例中，所述N型掺杂材料与B的摩尔比具体为0.02：0.98、0.03：0.97、0.04：0.96或0.05：0.95；所述溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、γ-丁内酯(GBL)、2-巯基乙醇(2-ME)与甲醇中的一种或多种；在本发明提供的实施例中，所述溶剂具体为DMF、2ME和NMP；所述DMF、2ME和NMP的体积比优选为(6～8)：(2～4)：(0.2～0.3)，更优选为(7～8)：(2～3)：0.25；得到的掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液中BX2的摩尔浓度优选为0.5～2mol/L，更优选为0.5～1.5mol/L，再优选为1mol/L。
将硒化锑纳米棒浸泡在掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液中，得到光吸收材料；所述硒化锑纳米棒浸泡在0.5～2mol/L的N型钙钛矿前驱体溶液中，浸泡时间优选为10～45min，更优选为10～30min，再优选为15～25min，最优选为20min；在本发明提供的实施例中，所述浸泡的时间具体为10min、15min、25min或30min。浸泡之后优选进行退火处理，所述退火处理的温度优选为150℃～200℃；所述退火的时间优选为10～20min。
本发明还提供了一种光伏电池，包括依次设置的基底、第一电极、活性层、过渡层与第二电极；所述活性层包括上述的光吸收材料。
参见图1，图1为本发明提供的光伏电池的结构示意图，其中1为基底、2为第一电极、3为Sb2Se3活性层、4为N型钙钛矿活性层、5为MoO3过渡层，6为TCO第二电极。
本发明提供的光伏电池包括基底；所述基底优选为不锈钢基底、玻璃基底、柔性基材PET或柔性基材PI；当所述基底为不锈钢基底时，其厚度优选为0.2～2mm；当基底为玻璃基底时，基底的厚度优选为0.7～2.5mm；当所述基底为柔性基材时，基底的厚度优选为25～125μm。
可根据光伏电池的类型在所述基底上复合有第一电极；所述第一电极的厚度优选为600～1000nm，更优选为700～900nm，再优选为800nm；所述第一电极优选为Mo、ITO、ZnO、掺铝ZnO、Au、Ag与Cu中的一种或多种。
所述第一电极上复合有活性层；所述活性层的厚度优选为300～600nm；所述活性层包括上述的光吸收材料；所述光吸收材料同上所述，在此不再赘述。
所述活性层上复合有过渡层；所述过渡层的厚度优选为5～10nm；所述过渡层优选为MoO3层。
所述活性层上设置有第二电极；所述第二电极的厚度优选为300～1000nm，更优选为300～800nm，再优选为400～600nm；所述第二电极优选为ITO、ZnO、掺铝ZnO、Au、Ag与Cu中的一种或多种。
本发明还提供了一种上述光伏电池的制备方法，包括：在基底表面复合第一电极；在第一电极表面涂覆光吸收材料形成活性层；在活性层表面蒸镀过渡层，在过渡层表面形成第二电极，得到光伏电池。
其中，所述基底、第一电极、活性层、过渡层及第二电极均同上所述，在此不再赘述。
在本发明中，优选先在基底上形成第一电极；所述基底同上所述，在此不再赘述；当所述基底为玻璃基底时，优选先将玻璃基底分别采用去离子水、无水乙醇与丙酮进行超声清洗后，氮气吹干，然后再在其表面形成第一电极；当所述基底为柔性基底时，优选先用等离子轰击表面进行清洗然后再在其表面形成第一电极；所述形成第一电极的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选采用磁控溅射的方法在基底表面形成第一电极。
在第一电极层制备硒化锑/钙钛矿双层活性层；在本发明中，在第一电极层上制备硒化锑纳米棒，然后将其浸泡在钙钛矿前驱体溶液中，提拉取出来后，干燥后即可形成活性层。
在所述活性层表面蒸镀过渡层，防止磁控溅射第二电极时对吸收层造成损伤。
在过渡层上形成第二电极，即可得到光伏电池；所述形成第二电极的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选为真空蒸镀或磁控溅射。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供一种光吸收材料、其制备方法及光伏电池进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
1)选择厚度为0.2mm的不锈钢箔(1)，进行打磨和抛光，然后分别采用去离子水、无水乙醇和丙酮进行超声清洗，之后N2吹干；
2)金属背电极(2)的制备：采用磁控溅射将Mo沉积在不锈钢箔(1)上作为电池的背电极，沉积厚度800nm；
3)在100mL的pH值在8的NaOH溶液中加入600mg的Se粉及50mg的水合肼，搅拌15min后加入1.16g氯化锑，将此混合溶液转移至放置有复合背电极的基底的反应釜中，150℃反应24h得到复合有硒化锑纳米棒的基底。
4)制备N型钙钛矿材料溶液，其中溶质为SnI2、PbI2、CsBr、FAI，其中CsBr与FAI的摩尔比为0.15：0.85，SnI2与PbI2的摩尔比为0.3：0.7。(SnI2+PbI2)与(CsBr+FAI)的摩尔比为1：1。在本实施例中选择Bi3+、Sb3+作为N型掺杂材料，其中N型掺杂材料与(SnI2+PbI2)的摩尔比为0.03：0.97，溶剂为DMF、2ME和NMP，其体积比为7：3：0.25，形成浓度为1mol/ml的掺杂有N型材料的宽带隙钙钛矿前驱体溶液。
5)将3)中得到的复合有硒化锑纳米棒的基底浸泡在4)中得到的宽带隙钙钛矿前驱体溶液中10～45min，150℃退火10～20min，得到复合有光吸收材料的基底。
6)在复合有光吸收材料的基底上真空蒸镀10nm的MoO3过渡层。
7)在过渡层6)上磁控溅射一层100nm的本征氧化锡和300nm的掺铝氧化锌，得到光伏电池；光伏电池的性能如表1所示。
利用扫描电子显微镜对实施例1步骤3)中得到的复合有硒化锑纳米棒的基底的俯视SEM图如图2所示。
图3为实施例1制备的样品5硒化碲/钙钛矿吸收层的吸收光谱图。
表1不同吸收层的工艺参数对电池性能的影响
Figure BDA0003429623900000081
实施例2
1)选择厚度为2mm的覆有FTO玻璃(1)，分别采用去离子水、无水乙醇和丙酮进行超声清洗，之后N2流吹干。
2)金属背电极(2)的制备：采用磁控溅射将Mo沉积在不锈钢箔(1)上作为电池的背电极，沉积厚度800nm；
3)在100mL的pH值在8的NaOH溶液中加入600mg的Se粉及50mg的水合肼，搅拌15min后加入1.16g氯化锑，将此混合溶液转移至放置有复合背电极的基底的反应釜中，150℃反应24h得到硒化锑纳米棒。
4)制备N型钙钛矿材料溶液，其中溶质为SnI2、PbI2、MAI、FAI，其中MAI与FAI的摩尔比为0.05：0.85，SnI2与PbI2的摩尔比为(0.2～0.5)：(0.5～0.8)。(SnI2+PbI2)与(MAI+FAI)的摩尔比为1：1。在本实施例中选择Bi3+作为N型掺杂材料，其中BiI3与PbI2的摩尔比为0.03：0.97，溶剂为DMF、NMP和2ME，其中DMF、2ME和NMP的体积比为8：2：0.25，形成浓度为2～5mol/mL的掺杂有N型材料的宽带隙钙钛矿前驱体溶液；
5)将3)中得到的硒化锑纳米棒浸泡在4)中得到的宽带隙钙钛矿前驱体溶液中10～30min，150℃退火20min，得到光吸收材料；
6)在5)吸收层上真空蒸镀5nm的MoO3过渡层。
7)在过渡层6)上磁控溅射一层100nm的本征氧化锡和300nm的掺铝氧化锌，得到光伏电池；光伏电池的性能如表2所示。
表2不同钙钛矿前驱体配方对电池性能的影响
Figure BDA0003429623900000091
实施例3
1)选择厚度为2.5mm的覆有FTO玻璃(1)，分别采用去离子水、无水乙醇和丙酮进行超声清洗，之后N2流吹干。
2)金属背电极(2)的制备：采用磁控溅射将Mo沉积在不锈钢箔(1)上作为电池的背电极，沉积厚度800nm；
3)在100mL的pH值在7-9的NaOH溶液中加入600mg的Se粉及50mg的水合肼，搅拌15min后加入1.16g氯化锑，将此混合溶液转移至放置有复合背电极的基底的反应釜中，100～250℃反应12～36h得到硒化锑纳米棒。
4)制备N型钙钛矿材料溶液，其中溶质为SnI2、PbI2、CsBr、FAI，其中CsBr与FAI的摩尔比为0.15：0.85，SnI2与PbI2的摩尔比为0.3：0.7。(SnI2+PbI2)与(CsBr+FAI)的摩尔比为1：1。在本实施例中选择Bi3+、Sb3+作为N型掺杂材料，其中掺杂材料与(SnI2+PbI2)的摩尔比为0.03：0.97，溶剂为DMF、2ME和NMP，其体积比为7：3：0.25，形成浓度为1mol/ml的掺杂有N型材料的宽带隙钙钛矿前驱体溶液；
5)将3)中得到的硒化锑纳米棒浸泡在4)中得到的宽带隙钙钛矿前驱体溶液中20min，150℃退火20min，得到光吸收材料；
6)在5)吸收层上真空蒸镀5nm的MoO3过渡层。
7)在过渡层6)上磁控溅射一层100nm的本征氧化锡和200nm的掺铝氧化锌，得到光伏电池；光伏电池的性能如表3所示。
表3不同硒化锑制备工艺参数对电池性能的影响
Figure BDA0003429623900000101
对比例1
1)选择厚度为2.5mm的覆有FTO玻璃(1)，分别采用去离子水、无水乙醇和丙酮进行超声清洗，之后N2流吹干。
2)金属背电极(2)的制备：采用磁控溅射将Mo沉积在不锈钢箔(1)上作为电池的背电极，沉积厚度800nm；
3)空穴传输层(3)的制备：采用喷雾热解工艺，将0.25mol.L-1的NiNO3前驱体溶液喷涂在复有金属背电极的不锈钢箔上，在350℃温度下烧结30min，获得厚度为15nm的NiOx空穴传输层；
4)制备N型钙钛矿材料溶液，其中溶质为SnI2、PbI2、CsBr、FAI，其中CsBr与FAI的摩尔比为0.15：0.85，SnI2与PbI2的摩尔比为0.3：0.7。(SnI2+PbI2)与(CsBr+FAI)的摩尔比为1：1。在本实施例中选择Bi3+、Sb3+作为N型掺杂材料，其中掺杂材料与(SnI2+PbI2)的摩尔比为0.03：0.97，溶剂为DMF、2ME和NMP，其体积比为7：3：0.25，形成浓度为1mol/ml的掺杂有N型材料的宽带隙钙钛矿前驱体溶液；
5)单层钙钛矿吸收层的制备：采用涂布工艺，其刮刀速度为10～20mm/s，涂布温度为室温，刮刀与基底间距为50μm，涂布后经氮气中100～150℃退火10～30min。得到100～300nm厚的钙钛矿活性层。
6)采用刮涂的方式在钙钛矿吸收层上沉浸一层厚度为120nm的Spiro-OMeTAD的空穴传输层。先将7.23g的Spiro-OMeTAD溶解在100mL的氯苯溶液中，再加入2.88mL的4-叔丁基吡啶和1.75mL的锂盐(170mg/mL)。将配置好的前驱体溶液静置12h，其中刮刀涂布速度为12mm/s，刮刀与基底间距为100μm，将覆盖有空穴传输材料的钙钛矿薄膜置于密闭的干燥箱中12h，使其充分氧化。
7)在5)吸收层上真空蒸镀5nm的MoO3过渡层。
8)在过渡层6)上磁控溅射一层100nm的本征氧化锡和200nm的掺铝氧化锌，得到光伏电池；光伏电池的性能如表4所示。
图4为对比例1样品4中钙钛矿前驱体溶液制备的单层钙钛矿吸收层的吸收光谱图。
表4不同钙钛矿工艺参数对电池性能的影响
Figure BDA0003429623900000111
Figure BDA0003429623900000121
表1～4中的I-V效率测试：测试I-V曲线和稳态Jsc是通过太阳光模拟器(7SS1503A，北京模拟AM1.5G的太阳光，光强为100mW/cm2，使用数字源表2400 KeithleyInstruments Inc)记录数据。用NREL校准的硅太阳能电池(Newport Stratford Inc91150V)校准入射光强度。扫描速率为50mV/s，延迟时间为0.1s。反向扫描是从1.2V到0.05V，而正向扫描是从0.05V到1.2V。

Claims (10)

1.一种光吸收材料，其特征在于，包括硒化锑纳米棒与包裹或部分包裹在硒化碲纳米棒外的N型钙钛矿吸收层；所述N型钙钛矿吸收层的材料为掺杂有N型掺杂材料的ABX3；其中，A为MA、FA、Cs与PEA中的一种或多种；MA为CH3NH3；FA为NH2CHNH2；PEA为C8H9NH3；B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种；所述N型掺杂材料包括Bi3+、Sb3+、Fe3+与Al3+中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的光吸收材料，其特征在于，所述硒化碲纳米棒的长度为100～600nm；直径为2～100nm。
3.根据权利要求1所述的光吸收材料，其特征在于，所述N型钙钛矿吸收层的厚度为100～300nm。
4.根据权利要求1所述的光吸收材料，其特征在于，所述N型掺杂材料与B的摩尔比为(0.01～0.05)：(0.95～0.99)。
5.一种权利要求1所述的光吸收材料的制备方法，其特征在于，包括：
将硒化锑纳米棒完全浸泡或部分浸泡在掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液中，得到光吸收材料；
所述掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液按照以下方法制备：将MAX、FAX与CsX中的一种或多种、BX2与N型掺杂材料在溶剂中混合，得到掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液，其中，B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种；所述N型掺杂材料包括Bi3 +、Sb3+、Fe3+与Al3+中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述硒化锑纳米棒在钙钛矿前驱体溶液中的浸泡时间为10～45min；所述掺杂有N型掺杂材料的ABX3钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.5～2mol/L。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述硒化锑纳米棒按照以下方法制备：
在碱性溶液中加入硒粉与水合肼混合搅拌，然后加入锑盐，水热反应后，得到硒化锑纳米棒；所述水热反应的温度为100℃～200℃；所述水热反应的时间为9～36h。
8.一种光伏电池，其特征在于，包括依次设置的基底、第一电极、活性层、过渡层与第二电极；所述活性层包括权利要求1～4任意一项所述的光吸收材料或权利要求5～7任意一项制备方法所制备的光吸收材料。
9.根据权利要求8所述的光伏电池，其特征在于，所述第一电极的厚度为600～1000nm；
所述活性层的厚度为300～600nm；
所述过渡层的厚度为5～10nm；
所述第二电极的厚度为300～1000nm。
10.根据权利要求8所述的光伏电池，其特征在于，所述第一电极与第二电极各自独立地选自Mo、ITO、ZnO、掺铝ZnO、Au、Ag与Cu中的一种或多种；所述过渡层为MoO3。
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