CN115663040A - 一种太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括基底，在所述基底上依次层叠有所述空穴传输层以及钙钛矿吸收层，所述空穴传输层包含Cs2Snɑaβbγc，其中ɑ、β、γ分别独立地为Cl、Br或I中的一种或两种以上；0≤a≤6，0≤b≤6，0≤c≤6，a+b+c＝6。本申请还提供一种太阳能电池的制备方法。本申请提供的太阳能电池，采用Cs2Snɑaβbγc作为太阳能电池的空穴传输层，旨在设计具有与钙钛矿传输层合理的能级梯度，合适的光伏带隙，进而提升太阳能电池的性能。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池及其制备方法。
背景技术
钙钛矿太阳能电池器件可以分为p-i-n和n-i-p两种构型。其中，p与i分别代表空穴传输层及电子传输层空穴传输层。常见的无机空穴传输层材料为NiOx(氧化镍)，而非掺杂NiOx其空穴迁移率仅仅只有0.12cm2v-1s-1，价带为-5.21，常见的有机空穴传输材料有2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(Spiro-OMeTAD)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)、(聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)、聚[3-己基噻吩](P3HT)等。但由于Spiro-OMeTAD等有机材料本身性质不稳定，而且经常需要过夜氧化，其操作流程复杂，时间成本高；另外该类有机材料空穴迁移率较低，通常需要加入一系列掺杂剂或双层空穴传输材料来提高其空穴迁移率，这无疑增加了制备成本及操作简便性，同时会降低器件的稳定性。
发明内容
针对上述问题，本申请提出了一种太阳能电池。该太阳能电池的空穴传输层在空气环境下具有高度稳定性、操作简单、高迁移率等优点、并且还具有与钙钛矿传输层合理的能级梯度，进而可以提升太阳能电池的性能。
本申请的技术方案如下：
本申请提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括基底，在所述基底上依次层叠有所述空穴传输层以及钙钛矿吸收层，所述空穴传输层包含Cs2Snɑaβbγc，其中ɑ、β、γ分别独立地为Cl、Br或I中的一种或两种以上；0≤a≤6，0≤b≤6，0≤c≤6，a+b+c＝6。
进一步地，所述基底为电池衬底或硅电池。
进一步地，所述Cs2Snɑaβbγc选自Cs2SnI6、Cs2SnCl6、Cs2SnBr6、Cs2SnIaBrbClc、Cs2SnBrbClc、Cs2SnIaClc、Cs2SnIaBrb中的一种或两种以上。
进一步地，所述Cs2Snɑaβbγc选自Cs2SnCl6、Cs2SnBr6、Cs2SnI3Br2Cl、Cs2SnBr4Cl2、Cs2SnI4Br2中的一种或两种以上，优选为Cs2SnI3Br2Cl、Cs2SnBr4Cl2、Cs2SnI4Br2。
进一步地，所述空穴传输层的厚度为60-120nm，优选为100nm。
进一步地，所述钙钛矿吸收层通式为ABX3，A选自MA+、FA+或Cs+中一种或两种以上的组合，B选自Pb2+或Sn2+，X选自Cl-、Br-或I-，优选为CsxFA1-xPb(BryI1-y)3，其中x为0-1，y为0-1。
本申请提供一种太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
提供基底；
在所述基底的一侧表面形成空穴传输层；
在所述空穴传输层背离所述基底的一侧表面形成钙钛矿吸收层；
所述空穴传输层为Cs2Snɑaβbγc，其中ɑ、β、γ分别独立地为Cl、Br或I中的一种或两种以上；0≤a≤6，0≤b≤6，0≤c≤6，a+b+c＝6。
进一步地，所述钙钛矿吸收层通式为ABX3，A选自MA+、FA+或Cs+中一种或两种以上的组合，B选自Pb2+或Sn2+，X选自Cl-、Br-或I-，优选为CsxFA1-xPb(BryI1-y)3，其中x为0-1，y为0-1。
进一步地，采用蒸镀法在所述空穴传输层背离所述基底的一侧表面形成钙钛矿吸收层。
进一步地，首先在所述在所述空穴传输层背离所述基底的一侧表面沉积金属B的卤化物层，然后将金属B的卤化物层与金属A的卤化物气相接触反应，形成钙钛矿吸收层。
进一步地，所述金属B的卤化物层的厚度为200-400nm，优选厚度为300nm。
进一步地，所述金属B的卤化物层与金属A的卤化物在100℃-200℃的条件下反应1-5h。
进一步地，上述方法制备的太阳能电池为前述太阳能电池。
本申请提供的太阳能电池，采用Cs2Snɑaβbγc作为太阳能电池的空穴传输层，旨在设计具有与钙钛矿传输层合理的能级梯度，合适的光伏带隙，进而提升太阳能电池的性能。
本申请所述的太阳能电池，所述空穴传输层水氧稳定性好，空穴提取率高、操作简单且根据不同带隙的钙钛矿材料具有可调节的优势，适合大规模、大面积工业应用。
本申请所述的太阳能电池，所述空穴传输层以及钙钛矿吸收层的制备工序均为真空沉积法，避免了目前研发常规的湿化学法中有机溶剂对钙钛矿吸收层的损伤，因此对于大尺寸、大面积的叠层异质结电池更为有利。
附图说明
附图用于更好地理解本申请，不构成对本申请的不当限定。其中：
图1为本申请提供的太阳能电池的结构示意图。
图2为本申请提供的不同空穴传输材料的UV图谱。
附图标记说明
1-金属电极，2-基底，3-第一透明导电层，4-空穴传输层，5-钙钛矿吸收层，6-漏点填补层，7-电子传输层，8-钝化层，9-第二透明导电层。
具体实施方式
以下对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
如图1，本申请的一种太阳能电池，所述太阳能电池包括基底2，在所述基底2上依次层叠有所述空穴传输层4以及钙钛矿吸收层5，所述空穴传输层4为Cs2Snɑaβbγc，其中ɑ、β、γ分别独立地为Cl、Br或I中的一种或两种以上；0≤a≤6，0≤b≤6，0≤c≤6，a+b+c＝6。
进一步地，所述Cs2Snɑaβbγc为Cs2SnI6、Cs2SnCl6、Cs2SnBr6、Cs2SnIaBrbClc、Cs2SnBrbClc、Cs2SnIaClc、Cs2SnIaBrb中的一种或两种以上。
具体地，所述Cs2Snɑaβbγc选自Cs2SnI6、Cs2SnCl6、Cs2SnBr6、Cs2SnI3Br2Cl、Cs2SnBr4Cl2、Cs2SnI4Br2中的一种或两种以上，优选为Cs2SnI3Br2Cl、Cs2SnBr4Cl2、Cs2SnI4Br2。
在本申请中，所述空穴传输层4的厚度为60-120nm，优选为100nm。
具体地，所述空穴传输层4的厚度可以为60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm、100nm、110nm或120nm。
采用这样的设计是因为所述在叠层太阳能电池中，所述空穴传输层直接位于复合层上方，需要制备厚度较厚的空穴传输层，一方面是为了载流子充分复合，另一方面则是为了防止钙钛矿吸收层与复合层直接接触，若厚度不够，则会发生复合不充分，这将会严重影响到电池器件的FF。
在本申请中，所述钙钛矿吸收层5通式为ABX3，A选自MA+、FA+或Cs+中一种或两种以上的组合，B选自Pb2+或Sn2+，X选自Cl-、Br-或I-。
进一步地，所述钙钛吸收层可以为所述钙钛吸收层可以为CsxFA1-xPb(BryI1-y)3，FAxMA1-xPb(BryI1-y)3，FAxMA1-xCs1-FA-CsPb(BryI1-y)3，CsxFA1-xPb(BryI1-yCl1-Br-I)3，FAxMA1-xPb(BryI1-yCl1-Br-I)3，FAxMAyCs1-FA-CsPb(BryI1-yCl1-Br-I)3，CsxRb1-xPb(BryI1-y)3，CsxRb1-xFA1-Cs- RbPb(BryI1-y)3，RbxFA1-xPb(BryI1-y)3，CsxRb1-xPb(BryI1-yCl1-Br-I)3，CsxRb1-xFA1-Cs-RbPb(BryI1- yCl1-Br-I)3，RbxFA1-xPb(BryI1-yCl1-Br-I)3等。
具体地，所述钙钛矿吸收层5优选为CsxFA1-xPb(BryI1-y)3，其中x为0-1，y为0-1。例如x可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1。y可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1。
进一步地，所述钙钛矿吸收层5的厚度为400-600nm，优选为500nm。例如其可以为400nm、420nm、440nm、460nm、480nm、500nm、520nm、540nm、560nm、580nm或600nm。
在本申请中，所述基底2为电池衬底或硅电池。所述电池衬底可以为透明导电层、金属、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亚胺(PI)等各类柔性衬底中的至少一种。
具体地，当所述基底2为透明导电层时，所述太阳能电池为单层钙钛矿太阳能电池。所述太阳能电池包括依次层叠设置的第一透明导电层3、空穴传输层4、钙钛矿吸收层5、漏电填补层、电子传输层7、钝化层8以及第二透明导电层9，在第一透明导电层3以及第二透明导电层9上设置有金属电极1。
具体地，当所述基底2为硅电池时，所述太阳能电池为叠层钙钛矿太阳能电池。所述太阳能电池包括依次层叠设置的硅电池、第一透明导电层3、空穴传输层4、钙钛矿吸收层5、漏点填补层6、电子传输层7、钝化层8以及第二透明导电层9，在第二透明导电层9上设置有金属电极1。
进一步，所述电子传输层7可以为氧化钛层、氧化锡层、C60层或C60-PCBM层、[60]PCBM([6,6]-phenyl-C61butyricacidmethylester，中文名称为[6，6]-苯基-C61-丁酸异甲酯)层、[70]PCBM([6,6]-Phenyl-C71-butyric acid methyl ester，中文名称为[6，6]-苯基-C71-丁酸异甲酯)层、bis[60]PCBM(Bis(1-[3-(methoxycarbonyl)propyl]-1-phenyl)-[6,6]C62)层、[60]ICBA(1',1”,4',4”-Tetrahydro-di[1,4]methanonaphthaleno[1,2:2',3',56,60:2”,3”][5,6]full erene-C60)层等，包括但不仅限于此，只要能实现在本申请中的功能即可。所述电子传输层7的厚度为10-20nm，例如可以为10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm或20nm。
所述漏点填补层6可以LiF、MgF2、RbF、NaF或CaF2中的一种，包括但不仅限于此，只要能实现在本申请中的功能即可。所述漏点填补层6的厚度为1-5nm，例如可以为1nm、2nm、3nm、4nm或5nm。
所述钝化层8可以为SnO2、Al2O3、TiO2、SiO2、ZnO、ZrO2、HfO2、VO2、WO3、MnO2、Fe2O3、Cu2O或AlZnO中的一种，包括但不仅限于此，只要能实现在本申请中的功能即可。所述钝化层8的厚度为10-50nm，例如可以为10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm或20nm。
所述第一透明导电层3以及第二透明导电层9均可以为ITO、IZO、ITiO、IWO、石墨烯、Ag纳米线、碳纳米管或碳纳米棒中的一种，包括但不仅限于此，只要能实现在本申请中的功能即可。所述第一透明导电层3以及第二透明导电层9的厚度为10-50nm，例如可以为10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm。
所述金属电极1可以由Ag、Au、Cu、Al、Ni等金属材料，C材料、高分子导电材料中的一种或几种制成。所述金属电极1的厚度为200-300nm，例如可以为200nm、210nm、220nm、230nm、240nm、250nm、260nm、270nm、280nm、290nm或300nm。
本申请提供一种太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：提供基底2；
具体地，当所述太阳能电池为单层钙钛矿太阳能电池时，所述基底2为透明导电层。
步骤二：在所述基底2的一侧表面形成空穴传输层4；
具体地，其制备方法可以采用激光脉冲沉积、真空热沉积、电喷雾法、喷涂法、溶液法、气溶胶辅助法、化学气相沉积法在所述基底2的一侧表面形成空穴传输层4。
所述空穴传输层4为Cs2Snɑaβbγc，其中Cs2Snɑaβbγc，其中ɑ、β、γ分别独立地为Cl、Br或I中的一种或两种以上；0≤a≤6，0≤b≤6，0≤c≤6，a+b+c＝6。
步骤三：在所述空穴传输层4背离所述基底2的一侧表面形成钙钛矿吸收层5；
进一步地，采用蒸镀法在所述空穴传输层4背离所述基底2的一侧表面形成钙钛矿吸收层5。
具体地，首选在所述在所述空穴传输层4背离所述基底2的一侧表面沉积金属B的卤化物层，然后将金属B的卤化物层与金属A的卤化物气相接触，在100℃-200℃的条件下反应1-5h，反应结束后，从而形成钙钛矿吸收层5。
具体地，所述钙钛矿吸收层通式为ABX3，A选自MA+、FA+或Cs+中一种或两种以上的组合，B选自Pb2+或Sn2+，X选自Cl-、Br-或I-，优选为CsxFA1-xPb(BryI1-y)3，其中x为0-1，y为0-1。
所述金属B的卤化物层的厚度为200-400nm，优选为300nm。
具体地，所述金属B的卤化物层的厚度可以为200nm、220nm、240nm、260nm、280nm、300nm、320nm、340nm、360nm、380nm、400nm。
所述金属B的卤化物层可以为PbI2或PbBr2中的一种。
所述金属A的卤化物可以为MAI、MABr、MACl、FAI、FABr、FACl、CsI、CsBr、CsCl中的一种。
所述金属B的卤化物层与金属A的卤化物的反应温度可以为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃。
所述金属B的卤化物层与金属A的卤化物的反应时间可以为1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h。
所述方法还包括步骤四-步骤八，具体如下：
具体地，步骤四：在所述钙钛矿吸收层5背离所述空穴传输层4的一侧表面形成漏点填补层6。其制备方法为常规方法，在本申请中不做具体的限定。
步骤五，在所述漏点填补层6背离所述钙钛矿吸收层5的一侧表面形成电子传输层7。其制备方法为常规方法，在本申请中不做具体的限定。
步骤六，在所述电子传输层7背离所述漏点填补层6的一侧表面形成钝化层8。其制备方法为常规方法，在本申请中不做具体的限定。
步骤七：在所述钝化层8背离所述电子传输层7的一侧表面形成透明导电层。其制备方法为常规方法，在本申请中不做具体的限定。
步骤八：在所述透明导电层背离所述钝化层8的一侧表面形成背电极10。其制备方法为常规方法，在本申请中不做具体的限定。
无机Sn基立方Cs2Snɑaβbγc是一类具有直接带隙半导体的双钙钛矿材料，该类材料是一种缺陷衍生结构，其中一半的Sn原子缺失。由于Sn4+的存在，Cs2SnI6在空气中表现出良好的热稳定性，其直接带隙为～1.3eV；由于卤素原子对带隙大小和振动频率具有显著影响，因此Sn基卤化物双钙钛矿的光伏性能强烈依赖于卤素阴离子的性质，不同卤素所对应的双钙钛矿具有不同的带隙、价带与导带值；并且Cs2SnI6和常用的无机空穴传输材料NiOx相比，价带降低为～-5.51，且通过调控卤素离子比例合理调整与钙钛矿完全匹配的能级。另外，由于锡的高氧化态，因此该类材料对氧和水都是高度稳定的。
本申请中通过将Cs2Snɑaβbγc作为空穴传输层4制备了太阳能电池。(1)Cs2SnCl6的Eg为3.83eV，Cs2SnBr6的Eg为2.76eV，Cs2SnI6的Eg为1.27eV，通过调控Cs2Snɑaβbγc中卤素离子的比例成功制备了不同带隙的空穴传输层4，其中Cs2SnI3Br2Cl、Cs2SnBr4Cl2、和Cs2SnI4Br2的带隙分别为1.71eV、1.62eV和1.56eV，通过部分掺杂Cl和Br原子大大增加了Cs2SnI6的带隙，如图2所示，Cs2SnI3Br2Cl、Cs2SnBr4Cl2、和Cs2SnI4Br2的带边波长明显小于Cs2SnI6的带边波长。与Cs2SnI3Br2Cl和Cs2SnBr4Cl2相比，Cs2SnI4Br2具有更合适的光伏带隙；(2)由于该类空穴传输层4具有相当合适的价带(～5.45eV)，因此与钙钛矿吸光层(～5.57eV)的能级更加匹配，所述钙钛矿吸收层与所述空穴传输层形成逐渐增大的能级梯度，势垒很小，空穴提取更为有效，因此与参比器件相比可以显著提升器件Voc和效率；(3)该类空穴传输材料具有高度的环境稳定性，因此可以在环境条件下进行制备，另外，由于该材料本身空穴迁移率高，无需掺杂添加剂，这便大大缩小了制备成本。
本申请所用的Cs2Snɑaβbγc的带隙，首先测定所用材料的紫外-可见漫反射光谱，然后用截线法计算得到带隙。
由于常规的倒置器件所采用的空穴传输层均需要经过高温退火来制备，空穴传输层4常用的NiOx所需的退火温度大于400℃，而叠层电池中基底无法承受如此高温，因此只能使用溶胶凝胶法来制备NiOx作为钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池的空穴传输层，但所制备的NiOx性能并不如经高温退火处理的NiOx。
本申请所采用的Cs2Snɑaβbγc作为太阳能电池的空穴传输层则可以避免高温退火这一步骤，直接蒸镀后无需退火便可进行后续操作。
实施例
下述实施例中所使用的实施方法如无特殊要求，均为常规方法。
下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
本实施例为单层太阳能电池，其制备方法包括如下步骤：
步骤一：提供基底2；
具体地，所述基底2为透明导电层，所述导电玻璃层为ITO透明导电玻璃，其厚度为20nm。
步骤二：在所述基底2的一侧表面形成空穴传输层4；
具体地，通过真空热沉积将Cs2SnI3Br2Cl制备在所述基底2上，从而形成空穴传输层4，所述空穴传输层4的厚度为100nm。
步骤三：在所述空穴传输层4背离所述基底2的一侧表面形成钙钛矿吸收层5；
具体地，采用真空蒸镀仪在所述空穴传输层4背离所述基底2的一侧表面沉积PbI2层(其厚度为350nm)，然后在150℃的真空干燥箱中，将PbI2层与FAI、FABr、CsI气相接触反应2h，以形成Cs0.05FA0.95Pb(Br0.7I0.3)3薄膜，即其为钙钛矿吸收层5，其厚度为500nm。
步骤四：在所述钙钛矿吸收层5背离所述空穴传输层4的一侧表面采用蒸镀的方式形成漏点填补层6，其漏点填充层为LiF层，其厚度为5nm。
步骤五，在所述漏点填补层6背离所述钙钛矿吸收层5的一侧表面通过蒸镀的方式形成电子传输层7，其电子传输层7为C60层，厚度为15nm。
步骤六，在所述电子传输层7背离所述漏点填补层6的一侧表面采用原子沉积的方式形成钝化层8，其钝化层8为SiO2层，其厚度为15nm。
步骤七：在所述钝化层8背离所述电子传输层7的一侧表面采用物理气相沉积法形成透明导电层，所述透明导电层为ITO层，厚度为40nm。
步骤八：在所述透明导电层背离所述钝化层8的一侧表面通过蒸镀形成金属Ag栅线背电极，其厚度为200nm。所述太阳能电池的性能如表1所示。
实施例2-实施例4的单层钙钛矿太阳能电池与实施例1的不同之处在于空穴传输层4的材料不同，其各项参数见表1。
实施例5
本实施例为叠层太阳能电池，其制备方法包括如下步骤：
步骤一：提供基底2；基底2为商业级M2或M6规格N型晶硅电池。
步骤二：在所述基底2的一侧表面制备ITO复合层，其厚度为40nm。
步骤三：在所述ITO复合层背离所述基底2的一侧表面形成空穴传输层4；
具体地，通过真空热沉积将Cs2SnI6制备在所述ITO复合层背离所述基底2的一侧表面上，从而形成空穴传输层4，所述空穴传输层4的厚度为100nm。
步骤四：在所述空穴传输层4背离所述基底的一侧表面形成钙钛矿吸收层5；
具体地，采用真空蒸镀仪在所述在所述空穴传输层4背离所述基底的一侧表面沉积PbI2层(其厚度为为350nm)，然后在150℃的真空干燥箱中，将PbI2层与FAI、FABr、CsI气相接触反应2h，以形成Cs0.05FA0.95Pb(Br0.7I0.3)3薄膜，即其为钙钛矿吸收层5，其厚度为500nm。
步骤五：在所述钙钛矿吸收层5背离所述空穴传输层4的一侧表面采用蒸镀的方式形成漏点填补层6，其漏点填充层为LiF层，其厚度为5nm。
步骤六，在所述漏点填补层6背离所述钙钛矿吸收层5的一侧表面通过蒸镀的方式形成电子传输层7，其电子传输层7为C60层，厚度为15nm。
步骤七，在所述电子传输层7背离所述漏点填补层6的一侧表面采用原子沉积的方式形成钝化层8，其钝化层8为SiO2层，其厚度为15nm。
步骤八：在所述钝化层8背离所述电子传输层7的一侧表面采用物理气相沉积法形成透明导电层，所述透明导电层为ITO层，厚度为40nm。
步骤九：在所述透明导电层背离所述钝化层8的一侧表面通过蒸镀形成金属Ag栅线电极，其厚度为200nm。所述太阳能电池的性能如表1所示。
实施例6-实施例8的叠层钙钛矿太阳能电池与实施例5的不同之处在于空穴传输层4的材料不同，其各项参数见表1。
对比例1与实施例1的不同之处在于采用溶胶凝胶法制备空穴传输层4，且空穴传输层的材料为NiOx。
对比例2与实施例5的不同之处在于采用溶胶凝胶法制备空穴传输层4，且空穴传输层的材料为NiOx。
表1为各实施例以及对比例的的性能参数
| 电池类型 | 空穴传输层 | Eff/％ | Voc/V | Jsc/mA/cm<sup>2</sup> | FF/％ | 迁移率 | |
| 实施例1 | 单层电池 | Cs<sub>2</sub>SnI<sub>3</sub>Br<sub>2</sub>Cl | 13.41 | 1.34 | 15.91 | 62.89 | 187 |
| 实施例2 | 单层电池 | Cs<sub>2</sub>SnBr<sub>4</sub>Cl<sub>2</sub> | 16.74 | 1.49 | 16.21 | 69.32 | 201 |
| 实施例3 | 单层电池 | Cs<sub>2</sub>SnI<sub>4</sub>Br<sub>2</sub> | 18.01 | 1.52 | 16.73 | 70.81 | 230 |
| 实施例4 | 单层电池 | Cs<sub>2</sub>SnI<sub>6</sub> | 11.36 | 1.21 | 15.72 | 59.73 | 156 |
| 实施例5 | 叠层电池 | Cs<sub>2</sub>SnI<sub>6</sub> | 18.61 | 1.59 | 16.91 | 69.22 | 259 |
| 实施例6 | 叠层电池 | Cs<sub>2</sub>SnI<sub>3</sub>Br<sub>2</sub>Cl | 19.38 | 1.62 | 16.93 | 70.69 | 268 |
| 实施例7 | 叠层电池 | Cs<sub>2</sub>SnBr<sub>4</sub>Cl<sub>2</sub> | 21.34 | 1.71 | 17.27 | 72.27 | 276 |
| 实施例8 | 叠层电池 | Cs<sub>2</sub>SnI<sub>4</sub>Br<sub>2</sub> | 23.62 | 1.79 | 17.77 | 74.27 | 310 |
| 对比例1 | 单层电池 | NiOx | 8.52 | 1.02 | 15.93 | 52.43 | 3.07 |
| 对比例2 | 叠层电池 | NiOx | 17.03 | 1.51 | 16.78 | 67.22 | 8.27 |
小结：由上表可知：与传统空穴传输材料NiOx相比，基于Cs2Snɑaβbγc系列的单结电池表现出了很强的空穴迁移率，从而显著增强了单结电池的器件效率；同时，当该系列空穴传输材料应用到叠层电池中时，由于合适的带隙及钙钛矿之间能垒较小，载流子传输障碍较小，因此器件性能得以提升。
尽管以上结合对本申请的实施方案进行了描述，但本申请并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本申请权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本申请保护之列。
Claims (13)
1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括基底，在所述基底上依次层叠有所述空穴传输层以及钙钛矿吸收层，所述空穴传输层包含Cs2Snɑaβbγc，其中ɑ、β、γ分别独立地为Cl、Br或I中的一种或两种以上；0≤a≤6，0≤b≤6，0≤c≤6，a+b+c＝6。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述基底为电池衬底或硅电池。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其特征在于，所述Cs2Snɑaβbγc选自Cs2SnI6、Cs2SnCl6、Cs2SnBr6、Cs2SnIaBrbClc、Cs2SnBrbClc、Cs2SnIaClc、Cs2SnIaBrb中的一种或两种以上。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述Cs2Snɑaβbγc选自Cs2SnCl6、Cs2SnBr6、Cs2SnI3Br2Cl、Cs2SnBr4Cl2、Cs2SnI4Br2中的一种或两种以上，优选为Cs2SnI3Br2Cl、Cs2SnBr4Cl2、Cs2SnI4Br2。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层的厚度为60-120nm，优选为100nm。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸收层通式为ABX3，A选自MA+、FA+或Cs+中一种或两种以上的组合，B选自Pb2+或Sn2+，X选自Cl-、Br-或I-，优选为CsxFA1-xPb(BryI1-y)3，其中x为0-1，y为0-1。
7.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供基底；
在所述基底的一侧表面形成空穴传输层；
在所述空穴传输层背离所述基底的一侧表面形成钙钛矿吸收层；
所述空穴传输层为Cs2Snɑaβbγc，其中ɑ、β、γ分别独立地为Cl、Br或I中的一种或两种以上；0≤a≤6，0≤b≤6，0≤c≤6，a+b+c＝6。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述钙钛矿吸收层通式为ABX3，A选自MA+、FA+或Cs+中一种或两种以上的组合，B选自Pb2+或Sn2+，X选自Cl-、Br-或I-，优选为CsxFA1-xPb(BryI1-y)3，其中x为0-1，y为0-1。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，采用蒸镀法在所述空穴传输层背离所述基底的一侧表面形成钙钛矿吸收层。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，首先在所述在所述空穴传输层背离所述基底的一侧表面沉积金属B的卤化物层，然后将金属B的卤化物层与金属A的卤化物气相接触反应，形成钙钛矿吸收层。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述金属B的卤化物层的厚度为200-400nm，优选厚度为300nm。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述金属B的卤化物层与金属A的卤化物在100℃-200℃的条件下反应1-5h。
13.根据权利要求7-12任一项所述的方法，其特征在于，其制备的太阳能电池为权利要求1-6任一项所述的太阳能电池。
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