CN116193877A - 一种半透明钙钛矿电池及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种半透明钙钛矿电池及其制备方法。本发明提供的半透明钙钛矿电池，在ITO电极和阴极传输层之间设置特定组成的聚乙烯亚胺保护层，此保护层具有良好的抗冲击能力，能有效缓冲溅射时的粒子冲击，同时不影响电子/空穴传输，不增加电极和钙钛矿层之间能级势垒等，这是因为，特定组成的聚乙烯亚胺保护层材料自身带有的丰富的胺基与电极可以形成界面偶极，极大地降低阴极的功函数，有利于器件开路电压的提升，填充因子也有很大程度的提升，使器件具有理想的光电转换效率，最终助力高性能半透明器件的成功制备。

Description

一种半透明钙钛矿电池及其制备方法

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种半透明钙钛矿电池及其制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳电池由于其优异的光电转化效率和可溶液加工等优点得到了广泛的关注。目前，光伏市场上的晶硅太阳电池在技术和工艺方面已经趋于成熟稳定，随着提升单结电池的效率变得越来越困难，研究人员倾向于将窄带隙的晶硅电池与宽带隙的钙钛矿太阳电池结合，制备成为两端钙钛矿/晶硅叠层太阳电池或者四端叠层器件。太阳光从宽带隙钙钛矿器件端入射，达到硅电池器件，充分利用不同波段的太阳光实现更高效的光子利用率。这就需要我们制备出顶电极为透明电极的高效半透明钙钛矿太阳电池。除此之外，半透明钙钛矿电池自身可以作为光伏发电窗户在光伏建筑一体化等领域发挥出巨大优势。

制备半透明钙钛矿电池需要的透明顶部电极要求具有良好的光电性能和稳定性以及优异的光学透过率。透明导电氧化物ITO即为符合要求的绝佳选项，但其往往是采用溅射的方式进行制备，溅射过程中的高能粒子撞击容易损伤其下层的阴极传输层甚至钙钛矿层，从而难以得到理想的器件效率。

因此，制备ITO顶部电极时我们在优化电极溅射工艺的基础上还需要引入合适的保护层来降低溅射过程的损害。例如，有些研究使用到的一些溶液甩膜法制备保护层，但其抗冲击效果一般，同时可能存在能级不够匹配的问题，或者没有足够好的电子传输性能，增加电极和钙钛矿层之间能级势垒，从而制备出的器件效果不够理想；也有通过原子层沉积的方式先沉积一层具有良好电子传输能力的SnO₂来作为缓冲，制备出高效的半透明器件，然而这种方式所需的设备昂贵，增大成本。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的保护层的保护效果并不理想，同时还可能会增加电极和钙钛矿层之间能级势垒，影响电池的电学性能或者设备昂贵、成本高等缺陷，从而提供一种半透明钙钛矿电池及其制备方法。

为此，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种半透明钙钛矿电池，由下至上依次包括，衬底，透明导电玻璃阳极、阳极传输层、钙钛矿层、阴极传输层、聚乙烯亚胺保护层和ITO电极，

其中，所述聚乙烯亚胺的平均分子量为1200-20000，具有如下所示结构：

/>

可选地，所述透明导电玻璃阳极为FTO、ITO中的至少一种；

和/或，所述透明导电玻璃阳极的厚度为100-200nm。

可选地，所述阳极传输层为PEDOT:PSS(聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)、PTAA(聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])、2PACz([2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸)中的至少一种；

和/或，所述阳极传输层的厚度为0.8-30nm。

可选地，所述钙钛矿层的组成为ABX₃；其中，A为CH₃NH₃ ⁺、HC(NH₂)₂ ⁺、Cs⁺中的一种或多种，B为Pb²⁺、Sn²⁺、Cu²⁺中的一种或多种，X为I^-、Br^-、Cl^-中的一种或多种；

和/或，所述钙钛矿层的厚度为300-450nm。

可选地，所述阴极传输层为C₆₀(碳60)、PC₆₁BM([6,6]-苯基C61丁酸甲酯)、ZnO(氧化锌)、TIPD(乙酰丙酮钛)中的至少一种；

和/或，所述阴极传输层的厚度为5-20nm。

可选地，所述聚乙烯亚胺保护层的厚度为1-5nm。

可选地，所述ITO电极的厚度为100-300nm。

本发明还提供一种上述的半透明钙钛矿电池的制备方法，包括如下步骤：

S1，获取包含透明导电玻璃阳极的衬底，对其进行预处理，依次制备阳极传输层、钙钛矿层和阴极传输层；

S2，在阴极传输层上采用旋涂法制备聚乙烯亚胺保护层；

S3，采用真空溅射法沉积ITO电极。

可选地，步骤S3中，真空溅射的条件为：溅射功率70-100W，溅射时间30-60min，氩气流量为40-70sccm，工作气压0.5-5Pa。

可选地，步骤S2中，聚乙烯亚胺保护层的制备方法包括：

将聚乙烯亚胺溶解于有机溶剂中，旋涂，退火，得到所述聚乙烯亚胺保护层。

典型非限定性的，本发明提供的半透明钙钛矿电池中各功能层的制备方法均为领域内常规的。例如：

包含透明导电玻璃阳极的衬底可通过市售渠道获取，对其进行的预处理包括，将透明导电玻璃基片依次在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇等溶剂中的至少一种中通过超声波清洗15-30分钟。然后将清洗后的透明导电玻璃基片放于100-150℃烘箱中干燥3-5分钟烘干，之后将基片放在紫外线臭氧(UVO)机处理15-20分钟。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的半透明钙钛矿电池，在ITO电极和阴极传输层之间设置特定组成的聚乙烯亚胺保护层，此保护层具有良好的抗冲击能力，能有效缓冲溅射时的粒子冲击，同时不影响电子/空穴传输，不增加电极和钙钛矿层之间能级势垒等，这是因为，特定组成的聚乙烯亚胺保护层材料自身带有的丰富的胺基与电极可以形成界面偶极，极大地降低阴极的功函数，有利于器件开路电压的提升，填充因子也有很大程度的提升，使器件具有理想的光电转换效率，最终助力高性能半透明器件的成功制备。

本发明提供的半透明钙钛矿电池的制备方法，在溅射ITO电极之前通过旋涂法制备聚乙烯亚胺保护层，能有效缓冲溅射时的粒子冲击，提升器件性能。

本发明提供的半透明钙钛矿电池的制备方法，通过对溅射条件的限定，能够进一步降低溅射时的粒子冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明实施例中提供的半透明钙钛矿电池的结构示意图；

图2是本发明实施例1中提供的半透明钙钛矿电池在经过强度为100毫瓦每平方厘米的光照下的电流密度与电压(J-V)曲线图；

图3是本发明实施例2中提供的半透明钙钛矿电池在经过强度为100毫瓦每平方厘米的光照下的电流密度与电压(J-V)曲线图；

图4是本发明实施例3中提供的半透明钙钛矿电池在经过强度为100毫瓦每平方厘米的光照下的电流密度与电压(J-V)曲线图；

图5是本发明实施例4中提供的半透明钙钛矿电池在经过强度为100毫瓦每平方厘米的光照下的电流密度与电压(J-V)曲线图；

图6是本发明实施例5中提供的半透明钙钛矿电池在经过强度为100毫瓦每平方厘米的光照下的电流密度与电压(J-V)曲线图；

图7是本发明实施例6中提供的半透明钙钛矿电池在经过强度为100毫瓦每平方厘米的光照下的电流密度与电压(J-V)曲线图；

图8是本发明实施例7中提供的半透明钙钛矿电池在经过强度为100毫瓦每平方厘米的光照下的电流密度与电压(J-V)曲线图；

图9是本发明对比例1中提供的半透明钙钛矿电池在经过强度为100毫瓦每平方厘米的光照下的电流密度与电压(J-V)曲线图；

图10是本发明对比例2中提供的半透明钙钛矿电池在经过强度为100毫瓦每平方厘米的光照下的电流密度与电压(J-V)曲线图；

附图标记：

1、衬底；2、透明阳极层；3、阳极传输层；4、钙钛矿层；5、阴极传输层；6、聚乙烯亚胺保护层；7、ITO电极。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

实施例1

本实施例提供一种半透明钙钛矿电池，如图1所示，由下至上依次包括，衬底(1)，透明导电玻璃阳极(2)、阳极传输层(3)、钙钛矿层(5)、阴极传输层(5)、聚乙烯亚胺保护层(6)和ITO电极(7)，其具体组成和制备方法如下：

1、ITO玻璃衬底基片(透明导电玻璃阳极的厚度为150nm，玻璃衬底的厚度为1.1mm下同)的清洗。将ITO玻璃衬底基片依次在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇溶剂中通过超声波清洗15分钟。然后将清洗后的ITO基片放于150℃烘箱中干燥5分钟烘干，之后将基片放在紫外线臭氧(UVO)机处理15分钟。

2、在ITO透明玻璃基片上制备阳极传输层。将2mg/ml的溶于甲苯的PTAA(中文名聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]，厂家西安宝莱特光电科技有限公司，平均分子量25000)溶液以4000rpm的速度旋涂在ITO衬底上，之后将其放在加热台上150℃退火10分钟，制备得到厚度15nm的阳极传输层。

3、通过一步沉积法在上一步的衬底上沉积钙钛矿层。首先，50μL的钙钛矿前驱体溶液(77.62mg CsI、162.15mg FAI、112.13mg PbBr₂、2.83mg MACl、11.68mg PbCl₂、425.15mg PbI₂溶解在DMSO：DMF(体积比为1:3)的混合溶液中)在5000rpm的速度下涂覆在基板上。接着，300ul的反溶剂氯苯在旋涂过程的第25s滴在钙钛矿薄膜上。然后接着100℃退火30分钟，得到厚度450nm的钙钛矿层。

4、在钙钛矿层上采用真空蒸镀的方法沉积阴极传输层。在制备好的钙钛矿薄膜上真空蒸镀30nm的C₆₀(厂家西安宝莱特光电科技有限公司)，具体参数为，蒸镀电流从6A开始慢慢往上加，在10分钟内加到25A左右，打开基片挡板开始蒸镀，蒸镀到30nm即关掉基片挡板，将蒸镀电流降为0A。然后在C₆₀上层旋涂一层聚乙烯亚胺(PEI)保护层，具体操作为：称量一定量的PEI(厂家北京伊诺凯科技有限公司，平均分子量1800，

下同)后，将其溶解于异丙醇溶液中配制成浓度为0.5mg/ml的溶液，在搅拌台上常温搅拌30分钟左右即可。旋涂时，调节匀胶机的转速为5000rpm，30s，旋涂结束后立马在100℃的热台上退火5min，制备得到厚度约1nm的聚乙烯亚胺保护层。

5、最后，采用真空溅射法沉积100nm的ITO电极，得到钙钛矿太阳能电池。其中，ITO的溅射条件为：溅射功率100W，溅射时间50min，氩气流量为60sccm，工作气压2Pa。

实施例2

本实施例提供一种半透明钙钛矿电池，如图1所示，由下至上依次包括，衬底(1)，透明导电玻璃阳极(2)、阳极传输层(3)、钙钛矿层(5)、阴极传输层(5)、聚乙烯亚胺保护层(6)和ITO电极(7)，其具体组成和制备方法如下：

1、ITO玻璃衬底基片的清洗。将ITO玻璃衬底基片依次在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇溶剂中通过超声波清洗15分钟。然后将清洗后的ITO基片放于150℃烘箱中干燥5分钟烘干，之后将基片放在紫外线臭氧(UVO)机处理15分钟。

2、在ITO透明玻璃基片上制备阳极传输层。将2mg/ml的溶于甲苯的PTAA(中文名聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]，厂家西安宝莱特光电科技有限公司，分子量25000)溶液以4000rpm的速度旋涂在ITO衬底上，之后将其放在加热台上150℃退火10分钟，制备得到厚度15nm的阳极传输层。

3、通过一步沉积法在上一步的衬底上沉积钙钛矿层。首先，50μL的钙钛矿前驱体溶液(77.62mg CsI、162.15mg FAI、112.13mg PbBr₂、2.83mg MACl、11.68mg PbCl₂、425.15mg PbI₂溶解在DMSO：DMF(1:3)的混合溶液中)在5000rpm的速度下涂覆在基板上。接着，300ul的反溶剂氯苯在旋涂过程的第25s滴在钙钛矿薄膜上。然后接着100℃退火30分钟，得到厚度450nm的钙钛矿层。

4、在钙钛矿层上采用真空蒸镀的方法沉积阴极传输层。在制备好的钙钛矿薄膜上真空蒸镀30nm的C₆₀(厂家西安宝莱特光电科技有限公司)，具体参数为，蒸镀电流从6A开始慢慢往上加，在10分钟内加到25A左右，打开基片挡板开始蒸镀，蒸镀到30nm即关掉基片挡板，将蒸镀电流降为0A。然后在C₆₀上层旋涂一层聚乙烯亚胺(PEI)保护层，具体操作为：称量一定量的PEI(厂家北京伊诺凯科技有限公司，平均分子量1800)后，将其溶解于异丙醇溶液中配制成浓度为1mg/ml的溶液，在搅拌台上常温搅拌30分钟左右即可。旋涂时，调节匀胶机的转速为5000rpm，30s，旋涂结束后立马在100℃的热台上退火5min，制备得到厚度约2nm的聚乙烯亚胺保护层。

5、最后，采用真空溅射法沉积100nm的ITO电极，得到钙钛矿太阳能电池。其中，ITO的溅射条件为：溅射功率100W，溅射时间50min，氩气流量为60sccm，工作气压2Pa。

实施例3

本实施例提供一种半透明钙钛矿电池，如图1所示，由下至上依次包括，衬底(1)，透明导电玻璃阳极(2)、阳极传输层(3)、钙钛矿层(5)、阴极传输层(5)、聚乙烯亚胺保护层(6)和ITO电极(7)，其具体组成和制备方法如下：

1、ITO玻璃衬底基片的清洗。将ITO玻璃衬底基片依次在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇溶剂中通过超声波清洗15分钟。然后将清洗后的ITO基片放于150℃烘箱中干燥5分钟烘干，之后将基片放在紫外线臭氧(UVO)机处理15分钟。

2、在ITO透明玻璃基片上制备阳极传输层。将2mg/ml的溶于甲苯的PTAA(中文名聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]，厂家西安宝莱特光电科技有限公司，分子量25000)溶液以4000rpm的速度旋涂在ITO衬底上，之后将其放在加热台上150℃退火10分钟，制备得到厚度15nm的阳极传输层。

3、通过一步沉积法在上一步的衬底上沉积钙钛矿层。首先，50μL的钙钛矿前驱体溶液(77.62mg CsI、162.15mg FAI、112.13mg PbBr₂、2.83mg MACl、11.68mg PbCl₂、425.15mg PbI₂溶解在DMSO：DMF(1:3)的混合溶液中)在5000rpm的速度下涂覆在基板上。接着，300ul的反溶剂氯苯在旋涂过程的第25s滴在钙钛矿薄膜上。然后接着100℃退火30分钟，得到厚度450nm的钙钛矿层。

4、在钙钛矿层上采用真空蒸镀的方法沉积阴极传输层。在制备好的钙钛矿薄膜上真空蒸镀30nm的C₆₀(厂家西安宝莱特光电科技有限公司)，具体参数为，蒸镀电流从6A开始慢慢往上加，在10分钟内加到25A左右，打开基片挡板开始蒸镀，蒸镀到30nm即关掉基片挡板，将蒸镀电流降为0A。然后在C₆₀上层旋涂一层聚乙烯亚胺(PEI)保护层，具体操作为：称量一定量的PEI(厂家北京伊诺凯科技有限公司，平均分子量1800)后，将其溶解于异丙醇溶液中配制成浓度为2mg/ml的溶液，在搅拌台上常温搅拌30分钟左右即可。旋涂时，调节匀胶机的转速为5000rpm，30s，旋涂结束后立马在100℃的热台上退火5min，制备得到厚度约4nm的聚乙烯亚胺保护层。

5、最后，采用真空溅射法沉积100nm的ITO电极，得到钙钛矿太阳能电池。其中，ITO的溅射条件为：溅射功率100W，溅射时间50min，氩气流量为60sccm，工作气压2Pa。

实施例4

本实施例提供一种半透明钙钛矿电池，与实施例2相比，区别在于，钙钛矿层的制备方法不同，具体制备方法为：

通过一步沉积法在上一步的衬底上沉积钙钛矿层。首先，50μL的钙钛矿前驱体溶液(19.5mg CsI、219.5mg FAI、15.9mg RbI、8.4mg MABr、27.5mg PbBr₂、656.9mg PbI₂)在5000rpm的速度下涂覆在基板上。接着，300ul的反溶剂氯苯在旋涂过程的第25s滴在钙钛矿薄膜上。然后接着100℃退火20分钟，得到厚度700nm的钙钛矿层。

实施例5

本实施例提供一种半透明钙钛矿电池，与实施例2相比，区别在于，阳极传输层的制备方法不同，具体制备方法为：

在ITO透明玻璃基片上制备阳极传输层。将0.5mg/ml的溶于乙醇的2PACz(中文名[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]磷酸，厂家西安宝莱特光电科技有限公司)溶液以3000rpm的速度旋涂在ITO衬底上30s，之后将其放在加热台上100℃退火10分钟，制备得到厚度0.8nm的阳极传输层。

实施例6

本实施例提供一种半透明钙钛矿电池，与实施例2相比，区别在于，阴极传输层的制备方法不同，具体制备：

在钙钛矿层上采用匀胶机旋涂的方法制备阴极传输层。在制备好的钙钛矿薄膜上旋涂PC₆₁BM(厂家西安宝莱特光电科技有限公司，纯度99％)，旋涂的具体参数为4000rpm，30s。

实施例7

本实施例提供一种半透明钙钛矿电池，与实施例2相比，区别在于，步骤5中的溅射条件不同：ITO的溅射条件为：溅射功率80W，溅射时间50min，氩气流量为60sccm，工作气压2Pa。

对比例1

本对比例提供一种半透明钙钛矿电池，其具体组成和制备方法如下：

1、ITO玻璃衬底基片的清洗。将ITO玻璃衬底基片依次在洗涤剂、水、去离子水、丙酮和异丙醇溶剂中通过超声波清洗15分钟。然后将清洗后的ITO基片放于150℃烘箱中干燥5分钟烘干，之后将基片放在紫外线臭氧(UVO)机处理15分钟。

2、在ITO透明玻璃基片上制备阳极传输层。将2mg/ml的溶于甲苯的PTAA溶液以4000rpm的速度旋涂在ITO衬底上，之后将其放在加热台上150℃退火10分钟，制备得到厚度15nm的阳极传输层。

3、通过一步沉积法在上一步的衬底上沉积钙钛矿层。首先，50μL的钙钛矿前驱体溶液(77.62mg CsI、162.15mg FAI、112.13mg PbBr₂、2.83mg MACl、11.68mg PbCl₂、425.15mg PbI₂溶解在DMSO：DMF(1:3)的混合溶液中)在5000rpm的速度下涂覆在基板上。接着，300ul的反溶剂氯苯在旋涂过程的第25s滴在钙钛矿薄膜上。然后接着100℃退火30分钟，得到厚度450nm的钙钛矿层。

4、在钙钛矿层上采用真空蒸镀的方法沉积阴极传输层。在制备好的钙钛矿薄膜上真空蒸镀30nm的C₆₀(厂家西安宝莱特光电科技有限公司)，具体参数为，蒸镀电流从6A开始慢慢往上加，在10分钟内加到25A左右，打开基片挡板开始蒸镀，蒸镀到30nm即关掉基片挡板，将蒸镀电流降为0A。然后继续蒸镀8nm的BCP(中文名称2，9-二甲基-4，7-联苯-1，10-菲罗啉，厂家西安宝莱特光电科技有限公司)，蒸镀电流由0A慢慢加到3A后开始打开挡板进行蒸镀，BCP厚度达到8nm后停止蒸镀。

5、最后，采用真空溅射法沉积100nm的ITO电极，得到钙钛矿太阳能电池。其中，ITO的溅射条件为：溅射功率100W，溅射时间50min，氩气流量为60sccm，工作气压2Pa。

对比例2

本对比例提供一种半透明钙钛矿电池，与实施例2相比，区别仅在于，聚乙烯亚胺保护层的组成不同，如下所示，聚乙烯亚胺(厂家北京伊诺凯科技有限公司，平均分子量为4000)不具有支链结构：

测试例

将本发明实施例和对比例得到的半透明钙钛矿电池进行性能测试，在强度为100毫瓦每平方厘米的光照下测得的电流密度与电压(J-V)曲线如图2-10所示。具体测试结果见下表：

表1

从上表中的数据可知，在制备以ITO为顶电极的半透明钙钛矿太阳电池时，保护层PEI起到了至关重要的作用。对比例1的结果显示，在电子传输层C₆₀上以BCP作为保护层的情况下，器件光电转化效率极低，仅为9.81％，说明BCP完全没有起到保护下层的作用；支链的聚乙烯亚胺作为聚合物，具有较好的抗冲击效果，同时该聚合物富含N元素，可以与ITO溅射时的粒子形成配合物，且支链上较多的氨基可以与ITO层之间形成界面偶极，有利于降低ITO的功函数，从而助力器件开路电压的提升。实施例1使用了大约1nm厚的支链聚乙烯亚胺作为保护层，器件的各项参数明显升高，最终得到了17.09％的光电转换效率；实施例2使用大约2nm厚的支链聚乙烯亚胺作为保护层，器件的性能达到了最佳，具有18.72％的光电转换效率；当支链聚乙烯亚胺的厚度继续增加的时候，聚合物的绝缘性将会占主导地位，降低器件的性能，如实施例3的结果显示，此时的器件电压虽然是最高的，但是短路电流和填充因子降低很多，最终导致器件效率降低至14.91％；与支链的聚乙烯亚胺相比，线性聚乙烯亚胺也具有一定的保护作用，但其由于氨基片段减少，对于器件电压的提升不具有太大的作用，如对比例2结果所示，基于线性聚乙烯亚胺的电池器件最终具有16.86％的效率，低于实施例2；接下来的实施例中，我们在实施例2的基础上进行改变，比如实施例4中我们选择不同配方的钙钛矿作为光吸收层，在支链聚乙烯亚胺的保护作用下，同样取得了比较好的器件性能，光电转换效率为18.51％；实施例5中，我们将阳极传输层由PTAA更换为PACz，其他条件和实施例2相同，最终器件得到了18.27％的效率，说明在该电池结构中，PACz作为阳极传输层比PTAA略差一点；实施例6中，我们改变了阴极传输层，以PC₆₁BM代替C₆₀取得了相近的器件性能。说明PC₆₁BM同样可以作为阴极传输层应用于该半透明太阳电池中；在溅射ITO时，我们改变溅射的功率为80W，其他条件不变时，低功率条件会导致ITO电导率降低，如实施例7所示，此时对应的器件也具有降低的光电转换效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种半透明钙钛矿电池，其特征在于，由下至上依次包括，衬底，透明导电玻璃阳极、阳极传输层、钙钛矿层、阴极传输层、聚乙烯亚胺保护层和ITO电极，

其中，所述聚乙烯亚胺的平均分子量为1200-20000，具有如下所示结构：

2.根据权利要求1所述的半透明钙钛矿电池，其特征在于，所述透明导电玻璃阳极为FTO、ITO中的至少一种；

和/或，所述透明导电玻璃阳极的厚度为100-200nm。

3.根据权利要求1所述的半透明钙钛矿电池，其特征在于，所述阳极传输层为PEDOT:PSS(聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)、PTAA(聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])、2PACz([2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸)中的至少一种；

和/或，所述阳极传输层的厚度为0.8-30nm。

4.根据权利要求1所述的半透明钙钛矿电池，其特征在于，所述钙钛矿层的组成为ABX₃；其中，A为CH₃NH₃ ⁺、HC(NH₂)₂ ⁺、Cs⁺中的一种或多种，B为Pb²⁺、Sn²⁺、Cu²⁺中的一种或多种，X为I^-、Br^-、Cl^-中的一种或多种；

和/或，所述钙钛矿层的厚度为300-450nm。

5.根据权利要求1所述的半透明钙钛矿电池，其特征在于，所述阴极传输层为C₆₀(碳60)、PC₆₁BM([6,6]-苯基C61丁酸甲酯)、ZnO(氧化锌)、TIPD(乙酰丙酮钛)中的至少一种；

和/或，所述阴极传输层的厚度为5-20nm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的半透明钙钛矿电池，其特征在于，所述聚乙烯亚胺保护层的厚度为1-5nm。

7.根据权利要求1所述的半透明钙钛矿电池，其特征在于，所述ITO电极的厚度为100-300nm。

8.一种权利要求1-7任一项所述的半透明钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，获取包含透明导电玻璃阳极的衬底，对其进行预处理，依次制备阳极传输层、钙钛矿层和阴极传输层；

S2，在阴极传输层上采用旋涂法制备聚乙烯亚胺保护层；

S3，采用真空溅射法沉积ITO电极。

9.根据权利要求8所述的半透明钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤S3中，真空溅射的条件为：溅射功率70-100W，溅射时间30-60min，氩气流量为40-70sccm，工作气压0.5-5Pa。

10.根据权利要求8或9所述的半透明钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤S2中，聚乙烯亚胺保护层的制备方法包括：

将聚乙烯亚胺溶解于有机溶剂中，旋涂，退火，得到所述聚乙烯亚胺保护层。

Images