CN116156905B - 功能层、太阳能电池和用电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种功能层、太阳能电池和用电装置。应用于太阳能电池，功能层位于电荷传输层和吸光层之间，功能层包括铁电材料和钝化材料，铁电材料可实现提高电池开路电压的作用，钝化材料可实现钝化界面缺陷的作用，大幅提高器件性能。

Description

功能层、太阳能电池和用电装置

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种功能层、太阳能电池和用电装置。

背景技术

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。

但是，传统光伏器件广泛依赖于固体中的界面技术，太阳能电池界面的性能影响太阳能电池的性能。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种功能层，旨在改善太阳能电池的性能。

为实现上述目的，本发明提出的一种功能层，应用于太阳能电池，所述功能层位于电荷传输层和吸光层之间，所述功能层包括铁电材料和钝化材料。

功能层位于电荷传输层和吸光层之间，功能层包括铁电材料和钝化材料，铁电材料可实现提高电池开路电压的作用，钝化材料可实现钝化界面缺陷的作用，大幅提高器件性能。

可选地，所述功能层包括铁电层和钝化层，所述铁电层包括铁电材料，所述钝化层包括钝化材料，所述铁电层与所述钝化层位于所述吸光层的同一侧，或者，所述铁电层与所述钝化层位于所述吸光层的两侧。

可以理解的是，功能层包括铁电层和钝化层，铁电层包括铁电材料，钝化层包括钝化材料，也即，功能层包括两层材料层，分别为铁电层和钝化层，铁电层和钝化层可以分别位于吸光层的两侧，也可以同时位于吸光层的一侧。当铁电层和钝化层同时位于吸光层的一侧时，可以是铁电层与吸光层相邻设置，也可以是钝化层与吸光层相邻设置。

可选地，所述功能层包括复合层，所述复合层包括铁电材料和钝化材料。

将铁电材料与钝化材料相结合形成复合层，用以在太阳能电池中，提高太阳能电池的开路电压与钝化界面缺陷的作用，大幅提高器件性能。将两种材料复合形成一层结构，避免增加界面，降低增加的界面引起光生载流子的复合问题，同时简化制备工艺。

考虑到单纯的铁电材料，自身导电性差，阻碍电流通过，钝化材料本身传输载流子，可以提高电流通过复合层的水平，提高器件性能。

可选地，所述铁电材料的质量占所述复合层材料总质量的范围值包括0.1%至99%。

复合层材料中的铁电材料用以提高太阳能电池的开路电压，钝化材料用以钝化电荷层材料表面/界面缺陷，大幅提高器件性能。

铁电材料用量过多，虽然可以大幅提高开路电压，但是电流通过该复合层的能力降低，为了平衡两者的关系，铁电材料的质量占所述复合层材料总质量的范围值包括0.1%至99 %。

可选地，所述铁电材料的质量占所述复合层材料总质量的范围值包括50%至99%。

为了平衡开路电压与电流通过该复合层的能力，铁电材料的质量占所述复合层材料总质量的范围值包括50%至99%。

可选地，所述功能层的厚度范围值包括5nm至20nm。

功能层的厚度范围值包括5nm至20nm。

复合层的厚度过厚会影响载流子传输，为了保证界面钝化效果的同时不影响载流子传输。复合层的厚度范围值包括5nm至20nm。

可选地，所述功能层的厚度范围值包括8nm至15nm。

功能层的厚度范围值包括8nm至15nm。

为了保证界面钝化效果的同时不影响载流子传输。复合层的厚度范围值包括8nm至15nm。

可选地，所述铁电材料包括含氧酸根化合物、非氧酸根化合物、铁电聚合物中的至少一种。

本申请中并不对铁电材料的类型做限定，例如可以是含氧酸根化合物、非氧酸根化合物、铁电聚合物中的至少一种。

可选地，所述铁电材料的自发极化强度的参数范围值为大于0.01 C/m²。

铁电材料的自发极化强度参数满足上述范围，有助于改善电池开路电压，提高能量转换效率。

可选地，所述铁电材料的自发极化强度的参数范围值为大于等于0.20 C/m²。

铁电材料的自发极化强度参数满足上述范围，有助于改善电池开路电压，提高能量转换效率。

可选地，所述含氧酸根化合物包括CaTiO₃、BaTiO₃、PbTiO₃、PbZrO₃、ZnTiO₃、BaZrO₃、Pb(Zr_1-xTi_x)O₃、(La_yPb_1-y) (Zr_1-xTi_x)O₃、BiFeO₃、Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃、Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃、(Na_{1/ 2}Bi_1/2)TiO₃、(K_1/2Bi_1/2)TiO₃、LiNbO₃、KNbO₃、KTaO₃、磷酸二氢钾、镍酸锂、镍酸钾、(1-x)[Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃]·x[PbTiO₃]、Pb(Sr_xTa_1-x)O₃、Ba_xSr_1-xTiO₃中的至少一种，其中，x满足0≤x≤1，y满足0≤y≤1；

和/或，所述非氧酸根化合物包括CuInP₂S₆、(C₆H₁₁NH₂)₂PbBr₄中的至少一种；

和/或，所述铁电聚合物包括聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯)、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯)中的至少一种。

本申请中并不对铁电材料的类型做限定，例如可以是上述列出的化合物，也可以是本申请列举之外的其他铁电材料。

可选地，所述钝化材料包括碱金属化合物、碱土金属化合物、卤化物、过渡金属化合物、硫化物、III-V族化合物、II-VI族化合物、稀土元素及其化合物、有机化合物及其衍生物、聚合物及其衍生物中的至少一种。

本申请中并不对钝化材料的类型做限定，例如可以是碱金属化合物、碱土金属化合物、卤化物、过渡金属化合物、硫化物、III-V族化合物、II-VI族化合物、稀土元素及其化合物、有机化合物及其衍生物、聚合物及其衍生物中的至少一种。

可选地，所述碱金属化合物包括KCl；

和/或，所述碱土金属化合物包括CaCl₂；

和/或，所述卤化物包括CuI、CsF中的至少一种；

和/或，所述过渡金属化合物包括TiO₂、NiO_x、MoO₃中的至少一种；

和/或，所述硫化物包括MoS₂；

和/或，所述III-V族化合物包括GaN；

和/或，所述II-VI族化合物包括MgO；

和/或，所述稀土元素及其化合物包括LaF₃:Eu³⁺；

和/或，所述有机化合物及其衍生物包括PEAI、2PACz、碳环、杂环、苯胺、咔唑、咪唑、吡啶、哌啶中的至少一种；

和/或，所述聚合物及其衍生物包括PAN。

本申请中并不对钝化材料的类型做限定，例如可以是上述列出的化合物，也可以是本申请列举之外的其他钝化材料。

本申请还提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括上述的功能层。

可选地，沿第一方向，所述太阳能电池依次包括上电极、第一电荷传输层、吸光层、第二电荷传输层、下电极；

所述第一电荷传输层包括电子传输层和空穴传输层中的一种，所述第二电荷传输层包括电子传输层和空穴传输层中的另一种；

其中，所述第一电荷传输层与所述吸光层之间设有所述功能层，和/或，所述吸光层与所述第二电荷传输层之间设有所述功能层。

当功能层包括复合层时，将铁电材料与钝化材料相结合，可同时实现提高电池开路电压与钝化界面缺陷的作用，大幅提高太阳能电池器件的性能。

可选地，所述功能层中的钝化材料的能级与所述电荷传输层内的材料能级差值小于等于0.2 eV。

功能层中的钝化材料的能级与电荷传输层内的材料能级相匹配，可以提高载流子提取和传输效率。可以理解的是，功能层中的钝化材料的能级与电荷传输层内的材料能级差值小于等于0.2 eV时，能级相匹配，小于等于0.2 eV可以是0 eV、0.01 eV、0.05 eV、0.1eV、0.15 eV、0.2eV等，以及上述任意两个点值之间的范围值。

可选地，所述电子传输层中的电子传输材料包括酰亚胺类化合物、醌类化合物、富勒烯及其衍生物、金属氧化物、半导体材料氧化物、钛酸盐、氟化物中的至少一种。

可选地，所述酰亚胺类化合物包括邻苯二甲酰亚胺、琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺、戊二酰亚胺或马来酰亚胺中的至少一种；

和/或，所述醌类化合物包括苯醌、萘醌、菲醌或蒽醌中的至少一种；

和/或，所述富勒烯及其衍生物包括C₆₀、PCBM（[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯）中的至少一种；

和/或，所述金属氧化物中金属元素包括Mg、Cd、Zn、In、Pb、W、Sb、Bi、Hg、Ti、Ag、Mn、Fe、V、Sn、Zr、Sr、Ga和Cr中的至少一种；

和/或，所述半导体材料氧化物包括氧化硅；

和/或，所述钛酸盐包括钛酸锶、钛酸钙中的至少一种；

和/或，所述氟化物包括氟化锂、氟化钙中的至少一种。

电子传输材料具有传输电子的功能，用来将电子传输到相应的电极，并阻止电子向相反方向扩散。本申请并不对电子传输材料做限定，可以是上述列出的任一种或多种材料，也可以是本申请中以外的材料。

例如，电子传输材料包括但不限于酰亚胺类化合物、醌类化合物、富勒烯及其衍生物、金属氧化物、氧化硅、钛酸锶、钛酸钙、氟化锂和氟化钙中的至少一种，其中所述金属氧化物中金属元素包括Mg、Cd、Zn、In、Pb、W、Sb、Bi、Hg、Ti、Ag、Mn、Fe、V、Sn、Zr、Sr、Ga和Cr中的至少之一。

可选地，所述空穴传输层中空穴传输材料包括2,2',7,7'-四(N,N-对甲氧苯胺基)-9,9'-螺二芴、甲氧基三苯胺-氟代甲脒、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚苯乙烯磺酸、聚3-已基噻吩、三蝶烯为核的三苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩-甲氧基三苯胺、N-(4-苯胺)咔唑-螺双芴、聚噻吩、磷酸基单分子、咔唑基单分子、磺酸基单分子、三苯胺基单分子、芳香基单分子、金属氧化物和硫氰酸亚铜中的至少之一，其中所述金属氧化物中金属元素包括Ni、Mo和Cu中的至少一种。

空穴传输材料具有传输空穴的功能，用来将空穴传输到相应的电极，并阻止空穴向相反方向扩散。本申请并不对空穴传输材料做限定，可以是上述列出的任一种或多种材料，也可以是本申请中以外的材料。

例如，空穴传输材料包括但不限于2,2',7,7'-四(N,N-对甲氧苯胺基)-9,9'-螺二芴、甲氧基三苯胺-氟代甲脒、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚苯乙烯磺酸、聚3-已基噻吩、三蝶烯为核的三苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩-甲氧基三苯胺、N-(4-苯胺)咔唑-螺双芴、聚噻吩、磷酸基单分子、咔唑基单分子、磺酸基单分子、三苯胺基单分子、芳香基单分子、金属氧化物和硫氰酸亚铜中的至少之一，其中所述金属氧化物中金属元素包括Ni、Mo和Cu中的至少一种。

可选地，所述上电极和/或所述下电极的材料包括有机导电材料和/或无机导电材料。

可选地，所述有机导电材料包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚噻吩、聚乙炔中的至少一种；

和/或，所述无机导电材料包括掺杂氟的SnO₂透明导电玻璃、铝掺杂的氧化锌透明导电玻璃、金属中的至少一种。

本申请中上电极、下电极的材料类型具体不作限定，能实现导电功能即可，可以是有机导电材料，例如导电聚合物（聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚噻吩、聚乙炔等）；可以是无机导电材料，例如透明导电氧化物（FTO、ITO、AZO等）、金属、碳衍生物等。

可选地，所述吸光层的材料包括钙钛矿，所述钙钛矿的结构式为ABX₃，其中, A为无机阳离子和/或有机阳离子，B为无机阳离子和/或有机阳离子，X为无机阴离子和/或有机阴离子。

本申请并不对吸光层的材料做限定。优选地，吸光层的材料包括钙钛矿，钙钛矿的结构式为ABX₃，其中, A为无机阳离子和/或有机阳离子，B为无机阳离子和/或有机阳离子，X为无机阴离子和/或有机阴离子。

钙钛矿材料通常为以ABX₃结构为主的一大类材料，例如，A位为Cs⁺、CH₃NH₂ ⁺与CH₂(NH₂)⁺，B位为Pb²⁺或Sn²⁺，X为卤素离子Cl^-、Br^-与I^-等，它是由卤化物八面体BX₆与A位阳离子在氢键作用下形成的一种立方紧密堆积结构。该结构的有机-无机杂化铅卤钙钛矿具有低成本、可见光内吸收系数高、载流子迁移率高、带隙可调且溶液法易合成等优势。

本申请还提供一种用电装置，所述用电装置包括所述的太阳能电池。

本申请的功能层应用于太阳能电池，功能层位于电荷传输层和吸光层之间，功能层包括铁电材料和钝化材料，铁电材料可实现提高电池开路电压的作用，钝化材料可实现钝化界面缺陷的作用，大幅提高器件性能。

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，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请一实施例的太阳能电池的结构示意图；

图2为本申请一实施例的太阳能电池的结构示意图；

图3是本申请一实施例的太阳能电池的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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作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。

以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的太阳能电池的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。

本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。

如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。

如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。

如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。

如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。

如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真（或存在）并且B为假（或不存在）；A为假（或不存在）而B为真（或存在）；或A和B都为真（或存在）。

传统光伏器件广泛依赖于固体中的界面技术，太阳能电池界面的性能影响太阳能电池的性能。

例如，传统光伏器件广泛依赖于固体中的界面技术，如半导体PN结或肖特基结，这使得它们在光电转换过程中可利用的光子数及所产生的光伏电压受限于晶体材料的带隙。理论证明，这些器件的光电能量转换效率存在理论上限，即所谓的Shockley-Queisser（SQ）极限。

为了改善太阳能电池的性能，本申请提供一种功能层，应用于太阳能电池，功能层位于电荷传输层和吸光层之间，功能层包括铁电材料和钝化材料。

铁电材料，是指具有铁电效应的一类材料，它是热释电材料的一个分支。

在一些电介质晶体中，晶胞的结构使正负电荷中心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的电极化强度，使晶体具有自发极化，且电偶极矩方向可以因外电场而改变，呈现出类似于铁磁体的特点，晶体的这种性质叫铁电性。

铁电的体光伏效应可以直接产生空间上的电荷分离，无需构筑p-n结或Schottky势垒，在器件制备和界面构筑上更加简便，同时其光电转化效率也不受限于Shockley–Queisser极限。

钝化材料，钝化材料可与缺陷位点作用，钝化缺陷位点的活性。

可以理解的是，一种钙钛矿太阳能电池光伏原理，太阳光从透明导电玻璃入射进入器件内部，经过电子传输层到达钙钛矿活性层并被其吸收，激发价带中的电子产生光生空穴和电子对，在内建电场作用下空穴和电子发生电荷分离，光生电子迁移到电子传输层而后被电极收集；同时，钙钛矿层中的空穴则传输到空穴传输层而后传导到电极上。电子和空穴随后经由外电路驱动负载工作。不同层之间存在界面，界面处存在缺陷位点，在电子传输的过程中，一些电子会被缺陷捕获，降低电子密度，影响太阳能电池的性能。

本申请的功能层位于电荷传输层和吸光层之间，功能层包括铁电材料和钝化材料，铁电材料可实现提高电池开路电压的作用，钝化材料可实现钝化界面缺陷的作用，大幅提高器件性能。

在一实施例中，功能层包括铁电层和钝化层，铁电层包括铁电材料，钝化层包括钝化材料，铁电层与钝化层位于吸光层的同一侧，或者，铁电层与钝化层位于吸光层的两侧。

可以理解的是，功能层包括铁电层和钝化层，铁电层包括铁电材料，钝化层包括钝化材料，也即，功能层包括两层材料层，分别为铁电层和钝化层，铁电层和钝化层可以分别位于吸光层的两侧，也可以同时位于吸光层的一侧。当铁电层和钝化层同时位于吸光层的一侧时，可以是铁电层与吸光层相邻设置，也可以是钝化层与吸光层相邻设置。

在一实施例中，功能层包括复合层，复合层包括铁电材料和钝化材料。

本申请的复合层包括铁电材料和钝化材料。将铁电材料与钝化材料相结合形成复合层，用以在太阳能电池中，提高太阳能电池的开路电压与钝化界面缺陷的作用，大幅提高器件性能。将两种材料复合形成一层结构，避免增加界面，降低增加的界面引起光生载流子的复合问题，同时简化制备工艺。

考虑到单纯的铁电材料，自身导电性差，阻碍电流通过，钝化材料本身传输载流子，可以提高电流通过复合层的水平，提高器件性能。

可以理解的是，铁电材料（例如PbTiO₃）的诱导极化电场与吸光层（例如卤素钙钛矿活性层）自身的内建电场相互叠加，能够进一步增强电池内部电子和空穴的分离效率，减少界面复合，从而打破受限的开路电压。内建电场大，提供足够的驱动力来分离电荷并传输电荷，从而减少电荷或电荷转移激子的非辐射复合，使太阳能电池的开路电压显著提升，进而使得整个叠层电池的光电转化效率获得巨大提升。

本申请将铁电材料与钝化材料相结合引入太阳能电池，利用体光伏效应提高电池开路电压同时钝化电荷层材料表面/界面缺陷，大幅提高器件性能。

在一实施例中，铁电材料的质量占复合层材料总质量的范围值包括0.1%至99 %。

复合层材料中的铁电材料用以提高太阳能电池的开路电压，钝化材料用以钝化电荷层材料表面/界面缺陷，大幅提高器件性能。

铁电材料用量过多，虽然可以大幅提高开路电压，但是电流通过该复合层的能力降低，为了平衡两者的关系，铁电材料的质量占复合层材料总质量的范围值包括0.1%至99%。

上述0.1%至99 %中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及0.1%、1%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75 %、80%、85 %、90 %、95 %、99%等，以及上述任意两个点值之间的范围值。

在一实施例中，铁电材料的质量占复合层材料总质量的范围值包括50%至99%。

为了平衡开路电压与电流通过该复合层的能力，铁电材料的质量占复合层材料总质量的范围值包括50%至99%。

上述50%至99 %中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85 %、90 %、95 %、99%等，以及上述任意两个点值之间的范围值。

在一实施例中，功能层的厚度范围值包括5nm至20nm。

功能层的厚度范围值包括5nm至20nm。

复合层的厚度过厚会影响载流子传输，为了保证界面钝化效果的同时不影响载流子传输。复合层的厚度范围值包括5nm至20nm。

上述5nm至20nm中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及5nm、7nm、8nm、10nm、12nm、14nm、16nm、18nm、20nm等，以及上述任意两个点值之间的范围值。

在一实施例中，复合层的厚度范围值包括8nm至15nm。

功能层的厚度范围值包括8nm至15nm。

为了保证界面钝化效果的同时不影响载流子传输。复合层的厚度范围值包括8nm至15nm。

上述8nm至15nm中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及8nm、10nm、12nm、14nm、15nm等，以及上述任意两个点值之间的范围值。

在一实施例中，铁电材料包括含氧酸根化合物、非氧酸根化合物、铁电聚合物中的至少一种。

本申请中并不对铁电材料的类型做限定，例如可以是含氧酸根化合物、非氧酸根化合物、铁电聚合物中的至少一种。

在一实施例中，铁电材料的自发极化强度的参数范围值为大于0.01 C/m²。极化强度，单位体积内分子电偶极矩的矢量和为极化强度，反映了电介质的极化程度。

自发极化强度，每个电畴中原来已经具有的极化强度，常用Ps表示。在电滞回线上可用外推法将场强E=0，所对应的场强即为自发极化强度。电畴是具有自发极化的晶体中存在一些自发极化取向一致的微小区域。

自发极化强度的测试方法按照GB/T 6426-1999标准进行。

铁电材料的自发极化强度参数满足上述范围，有助于改善电池开路电压，提高能量转换效率。

例如，铁电材料的自发极化强度可以是0.011 C/m²、0.02 C/m²、0.05 C/m²、0.1 C/m²、0.15 C/m²、0.2C/m²、0.25 C/m²、0.3 C/m²等，以及上述任意两个点值之间的范围值。

在一实施例中，铁电材料的自发极化强度的参数范围值为大于等于0.20 C/m²。

铁电材料的自发极化强度参数满足上述范围，有助于改善电池开路电压，提高能量转换效率。

例如，铁电材料的自发极化强度可以是0.2C/m²、0.25 C/m²、0.3 C/m²、0.35 C/m²、0.4 C/m²等，以及上述任意两个点值之间的范围值。

在一实施例中，含氧酸根化合物包括CaTiO₃、BaTiO₃、PbTiO₃、PbZrO₃、ZnTiO₃、BaZrO₃、Pb(Zr_1-xTi_x)O₃、(La_yPb_1-y) (Zr_1-xTi_x)O₃、BiFeO₃、Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃、Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃、(Na_1/2Bi_1/2)TiO₃、(K_1/2Bi_1/2)TiO₃、LiNbO₃、KNbO₃、KTaO₃、磷酸二氢钾、镍酸锂、镍酸钾、(1-x)[Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃]·x[PbTiO₃]、Pb(Sr_xTa_1-x)O₃、Ba_xSr_1-xTiO₃中的至少一种，其中，x满足0≤x≤1，y满足0≤y≤1；和/或，非氧酸根化合物包括CuInP₂S₆、(C₆H₁₁NH₂)₂PbBr₄中的至少一种；和/或，铁电聚合物包括聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯)、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯)中的至少一种。

本申请中并不对铁电材料的类型做限定，能满足铁电材料所带来的提高开路电压的作用即可，例如可以是上述列出的化合物，也可以是本申请列举之外的其他铁电材料。

例如，铁电材料包括CuInP₂S₆、CaTiO₃、BaTiO₃、PbTiO₃、PbZrO₃、ZnTiO₃、BaZrO₃、Pb(Zr_1-xTi_x)O₃、(La_yPb_1-y) (Zr_1-xTi_x)O₃、BiFeO₃、Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃、Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃、(Na_{1/ 2}Bi_1/2)TiO₃、(K_1/2Bi_1/2)TiO₃、LiNbO₃、KNbO₃、KTaO₃、磷酸二氢钾、镍酸锂、镍酸钾、(C₆H₁₁NH₂)₂PbBr₄、铁电聚合物、(1-x)[Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃]·x[PbTiO₃]、Pb(Sr_xTa_1-x)O₃、Ba_xSr_1-xTiO₃中的至少一种，其中，x满足0≤x≤1，y满足0≤y≤1。

在一实施例中，钝化材料包括碱金属化合物、碱土金属化合物、卤化物、过渡金属化合物、硫化物、III-V族化合物、II-VI族化合物、稀土元素及其化合物、有机化合物及其衍生物、聚合物及其衍生物中的至少一种。

本申请中并不对钝化材料的类型做限定，例如可以是碱金属化合物、碱土金属化合物、卤化物、过渡金属化合物、硫化物、III-V族化合物、II-VI族化合物、稀土元素及其化合物、有机化合物及其衍生物、聚合物及其衍生物中的至少一种。

在一实施例中，碱金属化合物包括KCl；和/或，碱土金属化合物包括CaCl₂；和/或，卤化物包括CuI、CsF中的至少一种；和/或，过渡金属化合物包括TiO₂、NiO_x、MoO₃中的至少一种；和/或，硫化物包括MoS₂；和/或，III-V族化合物包括GaN；和/或，II-VI族化合物包括MgO；和/或，稀土元素及其化合物包括LaF₃:Eu³⁺；和/或，有机化合物及其衍生物包括PEAI（苯乙基碘化胺 ）、2PACz（(2-(9H-咔唑-9-基)乙基)膦酸）、碳环、杂环、苯胺、咔唑、咪唑、吡啶、哌啶中的至少一种；和/或，聚合物及其衍生物包括PAN（聚丙烯腈）。

本申请中并不对钝化材料的类型做限定，例如可以是上述列出的化合物，也可以是本申请列举之外的其他钝化材料。

本申请中的钝化材料具体不作限定，可以是上述提到的材料，也可以是其他材料，能满足钝化材料所带来的钝化界面缺陷的功能即可。

根据复合层设置的位置，以及钝化材料的具体类型，例如，将复合层设置设于电荷传输层与吸光层（例如钙钛矿）之间，根据钝化材料来看，有些钝化材料可以钝化电荷传输层表面缺陷，例如，有机单分子材料，包括碳环、杂环、苯胺等；有些钝化材料可以钝化钙钛矿表面缺陷，例如，有机卤盐材料，包括PEAI（苯乙基碘化胺 ）；有些钝化材料可同时钝化电荷传输层表面缺陷和钝化钙钛矿表面缺陷，例如无机卤化物材料，包括CuI、CsF等。

例如，钝化材料结构中包括羰基、氨基、苯环和氟基，其中羰基能与钙钛矿中配位不足的Pb²⁺离子结合，或者是与其他缺陷态的阳离子结合，形成路易斯络合物，从而钝化表面缺陷。

在一实施例中，本申请还提供一种太阳能电池，太阳能电池包括上述的功能层。

由于功能层采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

当功能层包括复合层时，将铁电材料与钝化材料相结合，可同时实现提高电池开路电压与钝化界面缺陷的作用，大幅提高器件性能。

在一实施例中，沿第一方向，太阳能电池依次包括上电极、第一电荷传输层、吸光层、第二电荷传输层、下电极；第一电荷传输层包括电子传输层和空穴传输层中的一种，第二电荷传输层包括电子传输层和空穴传输层中的另一种；其中，第一电荷传输层与吸光层之间设有复合层，和/或，吸光层与第二电荷传输层之间设有复合层。

电极，电极的主要作用是从电荷传输层收集电子/空穴。

电荷传输层，用以传输电子或空穴的层状结构，由传输电子或传输空穴的材料组成用来将电子传输到相应的电极，并阻止电子或空穴向相反方向扩散。

吸光层，吸光层中包括吸光材料，具有光电转换功能的材料，吸光材料吸收太阳光的光子产生激发，激发价带中的电子产生光生空穴和电子对。

如图1至图3所示，为太阳能电池的结构示意图，从上至下，太阳能电池依次包括上电极1、第一电荷传输层2、吸光层3、第二电荷传输层4、下电极5。

可以将复合层6设于第一电荷传输层2与吸光层3之间，也可将复合层6设于吸光层3与第二电荷传输层4之间，还可以将两复合层6分别设于第一电荷传输层2与吸光层3之间，以及吸光层3与第二电荷传输层4之间。具体不作限定，可根据需要进行设置。

通过复合层中的铁电材料与钝化材料，利用体光伏效应提高电池开路电压同时钝化电荷层材料表面/界面缺陷，大幅提高器件性能。

在一实施例中，功能层中的钝化材料的能级与电荷传输层内的材料能级差值小于等于0.2 eV。

电荷传输层包括第一电荷传输层和/或第二电荷传输层。也即，功能层中的钝化材料的能级可以与第一电荷传输层内的材料能级差值小于等于0.2 eV，也可以与第二电荷传输层内的材料能级差值小于等于0.2 eV。例如，当第一电荷传输层与吸光层之间设有功能层时，功能层中的钝化材料的能级与第一电荷传输层内的材料能级差值小于等于0.2 eV。当第二电荷传输层与吸光层之间设有功能层时，功能层中的钝化材料的能级与第二电荷传输层内的材料能级差值小于等于0.2 eV。

理论上，钝化材料可以和电荷传输材料任意匹配，复合层中的钝化材料的能级与电荷传输层内的材料能级相匹配，可以提高载流子提取和传输效率。可以理解的是，功能层中的钝化材料的能级与电荷传输层内的材料能级差值小于等于0.2 eV时，能级相匹配，小于等于0.2 eV可以是0 eV、0.01 eV、0.05 eV、0.1 eV、0.15 eV、0.2eV等，以及上述任意两个点值之间的范围值。

可以理解的是，功能层中的钝化材料与电荷传输层内的材料的费米能级更接近，当形成统一的费米能级后，电荷传输层侧形成的电荷传输势垒相对较低，即能够降低钝化层界面与电荷传输层界面附近的电子传输势垒，提高了电子传输层的电荷萃取能力，使电子在钝化层与电子传输层之间的传输更顺畅，从而提高聚合物太阳能电池的光电转换效率。

在一实施例中，电子传输层中的电子传输材料包括酰亚胺类化合物、醌类化合物、富勒烯及其衍生物、金属氧化物、半导体材料氧化物、钛酸盐、氟化物中的至少一种。

在一实施例中，酰亚胺类化合物包括邻苯二甲酰亚胺、琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺、戊二酰亚胺或马来酰亚胺中的至少一种；和/或，醌类化合物包括苯醌、萘醌、菲醌或蒽醌中的至少一种；和/或，富勒烯及其衍生物包括C₆₀、PCBM（[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯）中的至少一种；和/或，金属氧化物中金属元素包括Mg、Cd、Zn、In、Pb、W、Sb、Bi、Hg、Ti、Ag、Mn、Fe、V、Sn、Zr、Sr、Ga和Cr中的至少一种；和/或，半导体材料氧化物包括氧化硅；和/或，钛酸盐包括钛酸锶、钛酸钙中的至少一种；和/或，氟化物包括氟化锂、氟化钙中的至少一种。

电子传输材料具有传输电子的功能，用来将电子传输到相应的电极，并阻止电子向相反方向扩散。本申请并不对电子传输材料做限定，可以是上述列出的任一种或多种材料，也可以是本申请中以外的材料。

例如，电子传输材料包括但不限于酰亚胺类化合物、醌类化合物、富勒烯及其衍生物、金属氧化物、氧化硅、钛酸锶、钛酸钙、氟化锂和氟化钙中的至少一种，其中金属氧化物中金属元素包括Mg、Cd、Zn、In、Pb、W、Sb、Bi、Hg、Ti、Ag、Mn、Fe、V、Sn、Zr、Sr、Ga和Cr中的至少之一。

在一实施例中，空穴传输层中空穴传输材料包括2,2',7,7'-四(N,N-对甲氧苯胺基)-9,9'-螺二芴、甲氧基三苯胺-氟代甲脒、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚苯乙烯磺酸、聚3-已基噻吩、三蝶烯为核的三苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩-甲氧基三苯胺、N-(4-苯胺)咔唑-螺双芴、聚噻吩、磷酸基单分子、咔唑基单分子、磺酸基单分子、三苯胺基单分子、芳香基单分子、金属氧化物和硫氰酸亚铜中的至少之一，其中金属氧化物中金属元素包括Ni、Mo和Cu中的至少一种。

空穴传输材料具有传输空穴的功能，用来将空穴传输到相应的电极，并阻止空穴向相反方向扩散。本申请并不对空穴传输材料做限定，可以是上述列出的任一种或多种材料，也可以是本申请中以外的材料。

例如，空穴传输材料包括但不限于2,2',7,7'-四(N,N-对甲氧苯胺基)-9,9'-螺二芴、甲氧基三苯胺-氟代甲脒、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚苯乙烯磺酸、聚3-已基噻吩、三蝶烯为核的三苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩-甲氧基三苯胺、N-(4-苯胺)咔唑-螺双芴、聚噻吩、磷酸基单分子、咔唑基单分子、磺酸基单分子、三苯胺基单分子、芳香基单分子、金属氧化物和硫氰酸亚铜中的至少之一，其中金属氧化物中金属元素包括Ni、Mo和Cu中的至少一种。

在一实施例中，上电极和/或下电极的材料包括有机导电材料和/或无机导电材料。

在一实施例中，有机导电材料包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚噻吩、聚乙炔中的至少一种；和/或，无机导电材料包括掺杂氟的SnO₂透明导电玻璃、铝掺杂的氧化锌透明导电玻璃、金属中的至少一种。

本申请中上电极、下电极的材料类型具体不作限定，能实现导电功能即可，可以是有机导电材料，例如导电聚合物（聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚噻吩、聚乙炔等）；可以是无机导电材料，例如透明导电氧化物（FTO、ITO、AZO等）、金属、碳衍生物等。

FTO导电玻璃为掺杂氟的SnO₂透明导电玻璃(SnO2:F)，简称为FTO。ITO导电玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡(俗称ITO)膜加工制作成的。AZO是铝掺杂的氧化锌(ZnO)透明导电玻璃的简称。

在一实施例中，吸光层的材料包括钙钛矿，钙钛矿的结构式为ABX₃，其中, A为无机阳离子和/或有机阳离子，B为无机阳离子和/或有机阳离子，X为无机阴离子和/或有机阴离子。

本申请并不对吸光层的材料做限定。优选地，吸光层的材料包括钙钛矿，钙钛矿的结构式为ABX₃，其中, A为无机阳离子和/或有机阳离子，B为无机阳离子和/或有机阳离子，X为无机阴离子和/或有机阴离子。

钙钛矿材料通常为以ABX₃结构为主的一大类材料，例如，A位为Cs⁺、CH₃NH₂ ⁺与CH₂(NH₂)⁺，B位为Pb²⁺或Sn²⁺，X为卤素离子Cl^-、Br^-与I^-等，它是由卤化物八面体BX₆与A位阳离子在氢键作用下形成的一种立方紧密堆积结构。该结构的有机-无机杂化铅卤钙钛矿具有低成本、可见光内吸收系数高、载流子迁移率高、带隙可调且溶液法易合成等优势。

基于铁电材料的体光伏效应能够突破传统太阳能电池结构的理论限制，大大提高电池内建电场；但此类器件的光生电流较低，可与钙钛矿材料结合，既提高电池器件的光生电压，又保证光生电流，从而提高光伏器件的能量转换效率。电荷传输层或钙钛矿表面存在大量缺陷，需要引入有效的钝化材料减少缺陷态密度，钝化材料的引入能够优化载流子传输效果，进而提升电池性能。

在一实施例中，上电极、第一电荷传输层、吸光层、第二电荷传输层、下电极、复合层的制备方法包括化学浴沉积方法、电化学沉积方法、化学气相沉积方法、物理外延生长方法、热蒸镀共蒸方法、原子层沉积方法、磁控溅射方法、前驱液旋涂方法、前驱液狭缝涂布方法、前驱液刮涂方法、机械压合方法。

在制备太阳能电池的过程中，各层的制备方法不作限定，例如制备方法可以是化学浴沉积方法、电化学沉积方法、化学气相沉积方法、物理外延生长方法、热蒸镀共蒸方法、原子层沉积方法、磁控溅射方法、前驱液旋涂方法、前驱液狭缝涂布方法、前驱液刮涂方法、机械压合方法。

化学浴沉积方法，化学浴沉积是在液相中发生化学反应随后沉积至衬底的技术。

电化学沉积方法，电化学沉积是指在外电场作用下电流通过电解质溶液中正负离子的迁移并在电极上发生得失电子的氧化还原反应而形成镀层的技术。

化学气相沉积方法，是利用气态或蒸汽态的物质在气相或气固界面上发生反应生成固态沉积物的过程。

物理外延生长方法，外延生长是指在单晶衬底(基片)上生长一层有一定要求的、与衬底晶向相同的单晶层，犹如原来的晶体向外延伸了一段。

原子层沉积方法，是一种在气相中使用连续化学反应的薄膜形成技术。

磁控溅射方法，氩离子被阴极加速并轰击阴极靶表面，将靶材表面原子溅射出来沉积在基底表面上形成薄膜。

前驱液旋涂方法，旋转涂抹法的简称，主要有设备为匀胶机，旋涂法包括:配料，高速旋转，挥发成膜三个步骤，通过控制匀胶的时间，转速，滴液量以及所用溶液的浓度、粘度来控制成膜的厚度。

前驱液狭缝涂布方法，是一种在一定压力下，将涂液沿着模具缝隙压出并转移到移动基材上的一种涂布技术。

前驱液刮涂方法，采用刮刀进行涂装以制得厚涂膜的一种涂装方法。

例如复合层的制备方法，将铁电材料和钝化材料溶解在溶剂中，得到复合层浆料；将复合层浆料采用旋转涂抹法涂覆至第一电荷传输层；烘干，得到预设厚度的电荷传输层。

在一实施例中，本申请还提供一种用电装置，用电装置包括如上述的太阳能电池。

由于太阳能电池采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

实施例

实施例1

1）将规格为2.0 cm×2.0 cm的FTO导电玻璃表面依次用丙酮和异丙醇清洗2次，浸入去离子水中超声处理10 min，再在鼓风干燥箱中干燥后，放置在手套箱中（N₂氛围），将其作为上电极。

2）制备第一电荷（电子）传输层：以4000rpm~6500 rpm在FTO层上旋涂3wt.% SnO₂纳米胶体溶液，之后在恒温热台上以150℃加热15min，厚度为50 nm。

3）制备铁电-钝化层（复合层）：以5000rpm~6000 rpm在电子传输层上旋涂5 mg/mLCuInP₂S₆纳米胶体与0.2 mg/mL 2PACz([2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸)的混合异丙醇溶液，之后在恒温热台上以100℃加热10min，厚度为10 nm。

4）制备钙钛矿层（吸光层）：以3000rpm~4500 rpm的速度在所得到的铁电-钝化层上旋涂1.5mol/L FAPbI₃的混合DMF溶液，之后移至恒温热台上，以100℃加热30 min，冷却至室温后，形成钙钛矿层，厚度为500 nm。

5）制备第二电荷传输层：以3000 rpm~4000 rpm的速度在钙钛矿层上旋涂浓度为73 mg/mL的Spiro-OMeTAD的氯苯溶液，厚度为150 nm。

6）制备Ag电极（下电极）：将前述样品放入真空镀膜机，在5×10^-4Pa的真空条件下所得到的空穴传输层表面蒸镀Ag电极，蒸镀速率0.1 埃/s，Ag电极厚度为80 nm。

7）电场极化：在80℃～150℃的温度下，对所制得样品施加外加电场，电场强度E≤20 kV/mm，电场方向为垂直于样品基底平面、并由电子传输层指向空穴传输层。

由此得到实施例1的钙钛矿太阳能电池。

实施例2至实施例9，在实施例1的基础上，调节铁电材料与钝化材料的质量比，以及复合层的厚度比，得到实施例2至实施例9。

对比例1，在实施例1的基础上，无复合层，得到对比例1。

对比例2，在实施例1的基础上，复合层仅包括铁电材料，得到对比例2。

对比例3，在实施例1的基础上，复合层仅包括钝化材料，得到对比例3。

对实施例和对比例的钙钛矿光伏电池进行性能测试。

具体而言，对各实施例和对比例的钙钛矿电池测定能量转换效率。大气环境下，太阳光模拟光源使用AM1.5G标准光源，使用四通道数字源表（Keithley 2440）测量光源照射下电池的伏安特性曲线，得到电池的开路电压Voc、短路电流密度Jsc、填充因子FF（FillFactor），由此计算电池的能量转换效率Eff（Efficiency）。

能量转换效率如下计算：Eff = Pout/Popt

= Voc×Jsc×(Vmpp×Jmpp)/(Voc×Jsc)

= Voc×Jsc×FF

其中Pout、Popt、Vmpp、Jmpp分别为电池工作输出功率、入射光功率、电池最大功率点电压及最大功率点电流。

将结果记于表1。

表1 实验数据列表

实施例10

1）将规格为2.0 cm×2.0 cm的FTO导电玻璃表面依次用丙酮和异丙醇清洗2次，浸入去离子水中超声处理10 min，再在鼓风干燥箱中干燥后，放置在手套箱中（N₂氛围），将其作为上电极。

2）制备第一电荷（电子）传输层：以4000rpm~6500 rpm在FTO层上旋涂3wt.% SnO₂纳米胶体溶液，之后在恒温热台上以150℃加热15min，厚度为50 nm。

3）制备铁电层：以5000rpm~6000 rpm在电子传输层上旋涂5 mg/mL CuInP₂S₆纳米胶体异丙醇溶液，之后在恒温热台上以100℃加热10min，厚度为5nm。

4）制备钙钛矿层（吸光层）：以3000rpm~4500 rpm的速度在所得到的铁电-钝化层上旋涂1.5mol/L FAPbI₃的混合DMF溶液，之后移至恒温热台上，以100℃加热30 min，冷却至室温后，形成钙钛矿层，厚度为500 nm。

5）制备钝化层：以5000rpm~6000 rpm在电子传输层上旋涂0.2 mg/mL 2PACz([2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸)的异丙醇溶液，之后在恒温热台上以100℃加热10min，厚度为5nm。

6）制备第二电荷传输层：以3000 rpm~4000 rpm的速度在钙钛矿层上旋涂浓度为73 mg/mL的Spiro-OMeTAD的氯苯溶液，厚度为150 nm。

7）制备Ag电极（下电极）：将前述样品放入真空镀膜机，在5×10^-4Pa的真空条件下所得到的空穴传输层表面蒸镀Ag电极，蒸镀速率0.1 埃/s，Ag电极厚度为80 nm。

8）电场极化：在80℃～150℃的温度下，对所制得样品施加外加电场，电场强度E≤20 kV/mm，电场方向为垂直于样品基底平面、并由电子传输层指向空穴传输层。

由此得到实施例10的钙钛矿太阳能电池。

制备实施例11和12

在实施例10的基础上将铁电层和钝化层分别设于吸光层的两侧，得到实施例11和12。

表2 实验数据列表

实施例13至实施例15

在实施例1的基础上，调节铁电材料的种类，得到实施例13至实施例15。

表3实验数据列表

从表中可以看出，在太阳能电池内设置功能层，可以提高太阳能电池的性能。

上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (21)

1.一种功能层，其特征在于，应用于太阳能电池，所述功能层位于电荷传输层和吸光层之间，所述功能层包括钝化材料和铁电材料;

所述功能层包括复合层，所述复合层为单层结构，所述复合层包括铁电材料和钝化材料;

所述钝化材料包括用以传输载流子的钝化材料。

2.如权利要求1所述的功能层，其特征在于，所述铁电材料的质量占所述复合层材料总质量的范围值包括0.1%至99 %。

3.如权利要求2所述的功能层，其特征在于，所述铁电材料的质量占所述复合层材料总质量的范围值包括50%至99%。

4.如权利要求1至3中任一项所述的功能层，其特征在于，所述功能层的厚度范围值包括5nm至20nm。

5.如权利要求4所述的功能层，其特征在于，所述功能层的厚度范围值包括8nm至15nm。

6.如权利要求1至3、5中任一项所述的功能层，其特征在于，所述铁电材料包括含氧酸根化合物、非氧酸根化合物、铁电聚合物中的至少一种。

7.如权利要求1至3、5中任一项所述的功能层，其特征在于，所述铁电材料的自发极化强度的参数范围值为大于0.01C/m²。

8.如权利要求7所述的功能层，其特征在于，所述铁电材料的自发极化强度的参数范围值为大于等于0.20C/m²。

9.如权利要求6所述的功能层，其特征在于，所述含氧酸根化合物包括CaTiO₃、BaTiO₃、PbTiO₃、PbZrO₃、ZnTiO₃、BaZrO₃、Pb(Zr_1-xTi_x)O₃、(La_yPb_1-y) (Zr_1-xTi_x)O₃、BiFeO₃、Pb(Zn_{1/ 3}Nb_2/3)O₃、Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃、(Na_1/2Bi_1/2)TiO₃、(K_1/2Bi_1/2)TiO₃、LiNbO₃、KNbO₃、KTaO₃、磷酸二氢钾、镍酸锂、镍酸钾、(1-x)[Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃]·x[PbTiO₃]、Pb(Sr_xTa_1-x)O₃、Ba_xSr_1-xTiO₃中的至少一种，其中，x满足0≤x≤1，y满足0≤y≤1；

和/或，所述非氧酸根化合物包括CuInP₂S₆、(C₆H₁₁NH₂)₂PbBr₄中的至少一种；

和/或，所述铁电聚合物包括聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯)、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯)中的至少一种。

10.如权利要求1至3、5、8、9中任一项所述的功能层，其特征在于，所述钝化材料包括碱金属化合物、碱土金属化合物、卤化物、过渡金属化合物、硫化物、III-V族化合物、II-VI族化合物、稀土元素及其化合物、有机化合物及其衍生物、聚合物及其衍生物中的至少一种。

11.如权利要求10所述的功能层，其特征在于，所述碱金属化合物包括KCl；

和/或，所述碱土金属化合物包括CaCl₂；

和/或，所述卤化物包括CuI、CsF中的至少一种；

和/或，所述过渡金属化合物包括TiO₂、NiO_x、MoO₃中的至少一种；

和/或，所述硫化物包括MoS₂；

和/或，所述III-V族化合物包括GaN；

和/或，所述II-VI族化合物包括MgO；

和/或，所述稀土元素及其化合物包括LaF₃:Eu³⁺；

和/或，所述有机化合物及其衍生物包括PEAI、2PACz、碳环、杂环、苯胺、咔唑、咪唑、吡啶、哌啶中的至少一种；

和/或，所述聚合物及其衍生物包括PAN。

12.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括权利要求1至11中任一项所述的功能层。

13.如权利要求12所述的太阳能电池，其特征在于，沿第一方向，所述太阳能电池依次包括上电极、第一电荷传输层、吸光层、第二电荷传输层、下电极；

所述第一电荷传输层包括电子传输层和空穴传输层中的一种，所述第二电荷传输层包括电子传输层和空穴传输层中的另一种；

其中，所述第一电荷传输层与所述吸光层之间设有所述功能层，和/或，所述吸光层与所述第二电荷传输层之间设有所述功能层。

14.如权利要求13所述的太阳能电池，其特征在于，所述功能层中的钝化材料的能级与所述电荷传输层内的材料能级差值小于等于0.2 eV。

15.如权利要求13或14所述的太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层中的电子传输材料包括酰亚胺类化合物、醌类化合物、富勒烯及其衍生物、金属氧化物、半导体材料氧化物、钛酸盐、氟化物中的至少一种。

16.如权利要求15所述的太阳能电池，其特征在于，所述酰亚胺类化合物包括邻苯二甲酰亚胺、琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺、戊二酰亚胺或马来酰亚胺中的至少一种；

和/或，所述醌类化合物包括苯醌、萘醌、菲醌或蒽醌中的至少一种；

和/或，所述富勒烯及其衍生物包括C₆₀、PCBM中的至少一种；

和/或，所述金属氧化物中金属元素包括Mg、Cd、Zn、In、Pb、W、Sb、Bi、Hg、Ti、Ag、Mn、Fe、V、Sn、Zr、Sr、Ga和Cr中的至少一种；

和/或，所述半导体材料氧化物包括氧化硅；

和/或，所述钛酸盐包括钛酸锶、钛酸钙中的至少一种；

和/或，所述氟化物包括氟化锂、氟化钙中的至少一种。

17.如权利要求13或14、或16所述的太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层中空穴传输材料包括2,2',7,7'-四(N,N-对甲氧苯胺基)-9,9'-螺二芴、甲氧基三苯胺-氟代甲脒、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚苯乙烯磺酸、聚3-已基噻吩、三蝶烯为核的三苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩-甲氧基三苯胺、N-(4-苯胺)咔唑-螺双芴、聚噻吩、磷酸基单分子、咔唑基单分子、磺酸基单分子、三苯胺基单分子、芳香基单分子、金属氧化物和硫氰酸亚铜中的至少之一，其中所述金属氧化物中金属元素包括Ni、Mo和Cu中的至少一种。

18.如权利要求13或14、或16所述的太阳能电池，其特征在于，所述上电极和/或所述下电极的材料包括有机导电材料和/或无机导电材料。

19.如权利要求18所述的太阳能电池，其特征在于，所述有机导电材料包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚噻吩、聚乙炔中的至少一种；

和/或，所述无机导电材料包括掺杂氟的SnO₂透明导电玻璃、铝掺杂的氧化锌透明导电玻璃、金属中的至少一种。

20.如权利要求13或14、或16、或19所述的太阳能电池，其特征在于，所述吸光层的材料包括钙钛矿，所述钙钛矿的结构式为ABX₃，其中, A为无机阳离子和/或有机阳离子，B为无机阳离子和/或有机阳离子，X为无机阴离子和/或有机阴离子。

21.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求12至20中任一项所述的太阳能电池。