CN116583123A - 钙钛矿太阳能电池、薄膜复合电极及制备方法、发电装置、用电装置 - Google Patents

钙钛矿太阳能电池、薄膜复合电极及制备方法、发电装置、用电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116583123A
CN116583123A CN202210113364.5A CN202210113364A CN116583123A CN 116583123 A CN116583123 A CN 116583123A CN 202210113364 A CN202210113364 A CN 202210113364A CN 116583123 A CN116583123 A CN 116583123A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
metal layer
conductive oxide
thin film
transport layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210113364.5A
Other languages
English (en)
Inventor
涂保
郭文明
郭永胜
陈国栋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority to CN202210113364.5A priority Critical patent/CN116583123A/zh
Priority to PCT/CN2022/132720 priority patent/WO2023142624A1/zh
Publication of CN116583123A publication Critical patent/CN116583123A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/40—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising a p-i-n structure, e.g. having a perovskite absorber between p-type and n-type charge transport layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/81—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/81—Electrodes
    • H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/60—Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本申请公开了一种钙钛矿太阳能电池、薄膜复合电极及制备方法、发电装置、用电装置。钙钛矿太阳能电池依次包括透明导电玻璃、第一电荷传输层、钙钛矿吸收层、第二电荷传输层和薄膜复合电极；薄膜复合电极包括第一金属层，设置于第二电荷传输层上；导电氧化物层，设置于第一金属层上；第二金属层，设置于导电氧化物层上。本申请实施例的钙钛矿太阳能电池中，薄膜复合电极为半透明电极，第一金属层与电荷传输层接触，提升界面处载流子的提取速率，使界面的载流子复合几率下降，提升器件开路电压；第二金属层可以减少器件整体串联电阻，提升填充因子，最终提升器件效率，使其在保证透明度的同时具有优异的光电性能。

Description

钙钛矿太阳能电池、薄膜复合电极及制备方法、发电装置、用 电装置
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种钙钛矿太阳能电池、薄膜复合电极及制备方法、发电装置、用电装置。
背景技术
钙钛矿太阳能电池因具有较好的性能而引起了广泛关注。现有技术中的钙钛矿太阳能电池一般包括电荷传输层以及与其邻接设置的透明导电氧化物制作的薄层电极。由于透明导电氧化物电极的制备过程所需的能量较大，会对与其邻接的电荷传输层造成破坏，因此在透明导电氧化物层与电荷传输层之间会设置氧化钼等材料制作的缓冲层。但是，该缓冲层的设置会降低电池的光电转换效率以及影响电池的透明度。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提供一种钙钛矿太阳能电池、薄膜复合电极及制备方法、发电装置、用电装置，能够提供一种半透明的薄膜复合电极，将其应用至钙钛矿太阳能电池中，使所述钙钛矿太阳能电池电池在保证透明度的同时具有优异的光电性能，从而更加适于实用。
第一方面，本申请提供了一种钙钛矿太阳能电池，其依次包括透明导电玻璃、第一电荷传输层、钙钛矿吸收层、第二电荷传输层和薄膜复合电极；所述第一电荷传输层为电子传输层，第二电荷传输层为空穴传输层；或者，所述第一电荷传输层为空穴传输层，第二电荷传输层为电子传输层；所述薄膜复合电极包括：第一金属层，设置于所述第二电荷传输层上；导电氧化物层，设置于所述第一金属层上；第二金属层，设置于所述导电氧化物层上。
本申请实施例的技术方案中，所述钙钛矿太阳能电池的结构设计可以得到一种以第一金属层-导电氧化物层-第二金属层为复合电极的半透明(透光率≥50％)的钙钛矿太阳能器件。其中，所述薄膜复合电极在其与第二电荷传输层接触的一侧引入第一金属层，还可以提升界面处的载流子的提取速率，使界面的载流子复合几率下降，非辐射复合减少，从而提升器件的开路电压；在所述导电氧化物层的另一侧引入第二金属层则可以减少器件整体串联电阻，提升填充因子，最终提升器件效率。
在一些实施例中，所述第一金属层的金属选自金、银、铜、铝、钴中的至少一种及其合金；所述第二金属层的金属选自金、银、铜、铝、镍、锌、锡、铁中的至少一种及其合金。通过限定所述第一金属层和所述第二金属层的材料，使其能够在钙钛矿太阳能电池中进行材料能级的较佳匹配，从而使所述钙钛矿太阳能电池能够表现出良好的导电性能。
在一些实施例中，所述第一电荷传输层为电子传输层，第二电荷传输层为空穴传输层；所述钙钛矿太阳能电池中各层的HOMO能级顺序如下：钙钛矿吸收层＜第二电荷传输层＜第一金属层＜导电氧化物层＜第二金属层。所述钙钛矿太阳能电池为正式器件结构，其中第一金属层、导电氧化物层和第二金属层，三种电极的功函均高于第二电荷传输层的HOMO能级，也就是说第一金属电极、导电氧化物电极、第二金属电极的功函呈现逐级递增趋势，可以保证载流子在三种电极间的有效传输。通过上述技术方案，可以使所述钙钛矿太阳能电池中的钙钛矿层中光致激发的空穴可以顺利地被导出至电极端。
在一些实施例中，所述第一金属层的功函为-5.15～-4.2eV；所述导电氧化物层的功函为-5.10～-4.1eV；所述第二金属层的功函为-4.95～-3.5eV；且，第二电荷传输层、第一金属层、导电氧化物和第二金属层的功函值递增；相邻两层之间的功函值差的绝对值为0.02eV～0.3eV。通过进一步限定所述薄膜复合电极中各层的功函范围以便于薄膜电极中各层的精确选材，同时控制各层之间的功函差值范围，以保证光生载流子的顺利提取与传输，使其能够更好地实现钙钛矿层中光致激发的空穴可以顺利地被导出至电极端。
在一些实施例中，所述第一电荷传输层为空穴传输层，第二电荷传输层为电子传输层；所述钙钛矿太阳能电池中各层的LUMO能级顺序如下：钙钛矿吸收层＞第二电荷传输层＞第一金属层＞导电氧化物层＞第二金属层。所述太阳能电池为反式器件结构，其中第一金属层、导电氧化物层和第二金属层，三种电极的功函均低于第二电荷传输层的LUMO能级，也就是说第一金属电极、导电氧化物电极、第二金属电极的功函呈现逐级递减趋势，可以保证载流子在三种电极间的有效传输。通过上述技术方案，可以使所述钙钛矿太阳能电池中的钙钛矿层中光致激发的电子可以顺利地被导出至电极端。
在一些实施例中，所述第一金属层的功函为-4.95～-3.5eV；所述导电氧化物层的功函为-5.00～-3.65eV；所述第二金属层的功函为-5.30～-3.75eV；且，第二电荷传输层、第一金属层、导电氧化物和第二金属层的功函值递减；相邻两层之间的功函值差的绝对值为0.02eV～0.3eV。通过进一步限定所述薄膜复合电极中各层的功函范围以便于薄膜电极中各层的精确选材，同时控制各层之间的功函差值范围，以保证光生载流子的顺利提取与传输，使其能够更好地实现钙钛矿层中光致激发的电子可以顺利地被导出至电极端。
在一些实施例中，所述导电氧化物层的厚度为50～200nm；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度均为1～10nm；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度之和不超过所述导电氧化物层的厚度的1/10。该技术方案通过控制所述薄膜复合电极中各层的厚度下限，使其能够发挥薄膜复合电极的光电性能；通过控制所述薄膜复合电极中各层的厚度上限，以及严格限定所述第一金属层和第二金属层的总厚度之和不超过所述导电氧化物层的厚度的1/10，从而保证所述薄膜复合电极的总厚度不致太厚，以及金属层厚度较薄，从而避免影响到所述薄膜复合电极的透明度。
第二方面，本申请提供了一种薄膜复合电极，设置于电荷传输层上，所述薄膜复合电极包括：第一金属层，设置于所述电荷传输层上；导电氧化物层，设置于所述第一金属层上；第二金属层，设置于所述导电氧化物层上。
本申请实施例的技术方案中，所述薄膜复合电极的结构设计可以在保证不增大电极接触电阻和不提升电极蒸镀温度的基础上，获得半透明(透光率≥50％)的太阳能电池器件。所述薄膜复合电极在其与电荷传输层接触的一侧引入第一金属层，还可以提升界面处的载流子的提取速率，使界面的载流子复合几率下降，非辐射复合减少，从而提升器件的开路电压；在所述导电氧化物层的另一侧引入第二金属层则可以减少器件整体串联电阻，提升填充因子，最终提升器件效率。
在一些实施例中，所述导电氧化物层的厚度为50～200nm；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度均为1～10nm；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度之和不超过所述导电氧化物层的厚度的1/10。金属电极的厚度对于器件整体的透光率有影响。金属电极总厚度过厚时，会较多降低器件的透光率，使其无法满足半透明器件的应用要求。进一步的，控制薄膜复合电极中金属层的厚度较薄，具体的，当金属电极的总厚度与导电透明电极的厚度的比值＜1/10时，器件呈现半透明状态，且，所述薄膜复合电极的光电转换效率会有一定程度的提升。该技术方案通过控制所述薄膜复合电极中各层的厚度下限，使其能够发挥薄膜复合电极的光电性能；通过控制所述薄膜复合电极中各层的厚度上限，以及严格限定所述第一金属层和第二金属层的总厚度之和不超过所述导电氧化物层的厚度的1/10，从而保证所述薄膜复合电极的总厚度不致太厚，以及金属层厚度较薄，从而避免影响到所述薄膜复合电极的透明度。
在一些实施例中，所述导电氧化物层的厚度为100～150nm。通过进一步限定所述导电氧化物层的厚度，使得所述薄膜复合电极的光电性能和透明度能够达到一个较佳的平衡，在保证所述薄膜复合电极半透明的基础上使其电导率处于较好的水平。
第三方面，本申请提供了一种根据前述的薄膜复合电极的制备方法，所述薄膜复合电极设置于电荷传输层上；其包括以下步骤：
1)在所述电荷传输层上设置第一金属层；
2)在所述第一金属层上设置导电氧化物层；
3)在所述导电氧化物上设置第二金属层。
本申请实施例的技术方案，通过在所述电荷传输层逐层设置第一金属层、导电氧化物层和第二金属层，从而获得一种金属层-透明导电氧化物层-金属层结构的复合透明电极。
在一些实施例中，所述第一金属层的制备方法为蒸镀，其真空度≤5×10-4Pa，温度≤100℃，速率≤0.1A/s；所述导电氧化物层的制备方法为真空溅射或真空蒸镀，其真空度≤5×10-4Pa，速率0.1A/s至1A/s；所述第二金属层的制备方法为真空溅射或真空蒸镀，其真空度≤5×10-4Pa，速率为0.1～0.5A/s；其还包括以下步骤：步骤1)和步骤2)之间还包括真空度保持，降温至室温；步骤2)和步骤3)为连续步骤，真空度保持。通过严格限定所述第一金属层、导电氧化物层和第二金属层的制备工艺，以及严格限定导电氧化物层与第一金属层之间不可破真空，且需停止蒸镀一段时间以及第二金属层与导电氧化物层不可破真空，从而获得本发明技术方案所要求的金属-导电氧化物-金属复合电极，使其能够呈现为半透明状态且层间不易剥落。
第四方面，本申请提供了一种发电装置，其包括上述实施例中的钙钛矿太阳能电池。
第五方面，本申请提供了一种用电装置，所述用电装置包括如前述的钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1是本申请一些实施例的钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
图2是本申请一些实施例的薄膜复合电极的示意图；
图3是本申请一些实施例的钙钛矿太阳能电池正式器件的能级示意图；
图4是本申请一些实施例的钙钛矿太阳能电池反式器件的能级示意图；
图5是本申请一些实施例的钙钛矿太阳能电池的开路电压性能图；
图6是本申请一些实施例的钙钛矿太阳能的短路电流性能图；
图7是本申请一些实施例的钙钛矿太阳能的填充因子性能图；
图8是本申请一些实施例的钙钛矿太阳能的光电转换效率性能图。
具体实施方式中的附图标号如下：
薄膜复合电极1；第二电荷传输层2，钙钛矿吸收层3，第一电荷传输层4，透明导电玻璃5；第一金属层11，导电氧化物层12，第二金属层13。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
现有技术中，钙钛矿太阳能电池因具有较好的性能而引起了广泛关注，但是现有技术中的钙钛矿太阳能电池一般包括电荷传输层以及与其邻接设置的透明导电氧化物制作的薄层电极。而由于透明导电氧化物电极的制备过程所需的能量较大，会对与其邻接的电荷传输层之间造成破坏，因此在透明导电氧化物层与电荷传输层之间需要设置氧化钼等材料制作的缓冲层。
本发明人注意到，在电荷传输层与电极层之间设置缓冲层，可能会导致电池的光电转换效率降低以及会影响电池的透明度。
为了解决上述问题，申请人研究发现，在电荷传输层表面上设置第一金属层，然后在所述第一金属层上设置导电氧化物层，最后在所述导电氧化物层上设置第二金属层，从而获得了一种半透明的薄膜复合电极，既保证了其透明性，又能够使其具有较高的光电转换效率。
本申请实施例公开的薄膜复合电极可以应用于钙钛矿太阳能电池中，所述钙钛矿太阳能电池依次包括透明导电玻璃、第一电荷传输层、钙钛矿吸收层、第二电荷传输层和薄膜复合电极；所述第一电荷传输层为电子传输层，第二电荷传输层为空穴传输层；或者，所述第一电荷传输层为空穴传输层，第二电荷传输层为电子传输层；所述薄膜复合电极包括：第一金属层，设置于所述第二电荷传输层上；导电氧化物层，设置于所述第一金属层上；第二金属层，设置于所述导电氧化物层上。通过上述技术方案可以得到一种以第一金属层-导电氧化物层-第二金属层为复合电极的半透明的钙钛矿太阳能器件，既具有一定的透明度，又具有良好的光电转换效率。
本申请实施例公开的薄膜复合电极制备时，是将所述薄膜复合电极设置于电荷传输层上；其包括以下步骤：1)在所述电荷传输层上设置第一金属层；2)在所述第一金属层上设置导电氧化物层；3)在所述导电氧化物上设置第二金属层。通过上述技术方案可以得到一种金属层-透明导电氧化物层-金属层结构的复合透明电极，所述薄膜复合电极既保证了其透明性，又能够使其具有较高的光电转换效率。
本申请实施例公开的钙钛矿太阳能电池可以应用于发电装置中，可以保证所述发电装置的透明性，又能够使其具有较高的光电转换效率，可以应用于既要求透明度又要求导电性的应用场景中。
本申请实施例公开的钙钛矿太阳能电池可以应用于用电装置电池中，所述用电装置包括如前述的钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池用于提供电能，可以应用于既要求透明度有要求导电性的应用场景中。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种薄膜复合电极以及一种钙钛矿太阳能电池为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例的钙钛矿太阳能电池的示意图。如图1所示，所述钙钛矿太阳能电池为层状结构，其包括依次设置的透明导电玻璃5、第一电荷传输层4、钙钛矿吸收层3、第二电荷传输层2和薄膜复合电极1；所述第一电荷传输层4为电子传输层，第二电荷传输层2为空穴传输层；或者，所述第一电荷传输层4为空穴传输层，第二电荷传输层2为电子传输层；所述薄膜复合电极1包括：第一金属层11，设置于所述第二电荷传输层2上；导电氧化物层12，设置于所述第一金属层11上；第二金属层13，设置于所述导电氧化物层12上。
请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的薄膜复合电极的结构示意图。如图2所示，所述薄膜复合电极为三层结构，设置于两侧的为金属层，设置于中间的为导电氧化物层，金属层-导电氧化物层-金属层形成三层膜复合的薄膜复合电极。所述薄膜复合电极应用时，其中的一个金属层设置于电荷传输层上。
根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种薄膜复合电极，设置于电荷传输层上，所述薄膜复合电极包括：第一金属层，设置于所述电荷传输层上；导电氧化物层，设置于所述第一金属层上；第二金属层，设置于所述导电氧化物层上。
所述薄膜复合电极的结构设计可以在保证不增大电极接触电阻和不提升电极蒸镀温度的基础上，获得半透明的太阳能电池器件。所述薄膜复合电极在其与电荷传输层接触的一侧引入第一金属层，还可以提升界面处的载流子的提取速率，使界面的载流子复合几率下降，非辐射复合减少，从而提升器件的开路电压；在所述导电氧化物层的另一侧引入第二金属层则可以减少器件整体串联电阻，提升填充因子，最终提升器件效率。
根据本申请的一些实施例，优选的，所述薄膜复合电极直接设置于电荷传输层上，所述薄膜复合电极包括：第一金属层，直接设置于所述电荷传输层上；导电氧化物层，直接设置于所述第一金属层上；第二金属层，直接设置于所述导电氧化物层上。
根据本申请的一些实施例，优选的，所述电荷传输层、第一金属层、导电氧化物层和第二金属层之间设置有修饰层。
根据本申请的一些实施例，所述第一金属层的金属选自金、银、铜、铝、钴中的至少一种及其合金；所述导电氧化物层的材料为掺杂锡的氧化铟、掺杂钨的氧化铟、掺杂氟的氧化锡、掺杂铝的氧化锌、氧化铟锌、氧化锌锡中的至少一种；所述第二金属层的金属选自金、银、铜、铝、镍、锌、锡、铁中的至少一种及其合金。
根据本申请的一些实施例，优选的，所述导电氧化物层的厚度为50～200nm；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度均为1～10nm；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度之和不超过所述导电氧化物层的厚度的1/10。金属电极的厚度对于器件整体的透光率有影响。金属电极总厚度过厚时，会较多降低器件的透光率，使其无法满足半透明器件的应用要求。进一步的，控制薄膜复合电极中金属层的厚度较薄，具体的，当金属电极的总厚度与导电透明电极的厚度的比值＜1/10时，器件呈现半透明状态，且，所述薄膜复合电极的光电转换效率会有一定程度的提升。该技术方案通过控制所述薄膜复合电极中各层的厚度下限，使其能够发挥薄膜复合电极的光电性能；通过控制所述薄膜复合电极中各层的厚度上限，以及严格限定所述第一金属层和第二金属层的总厚度之和不超过所述导电氧化物层的厚度的1/10，从而保证所述薄膜复合电极的总厚度不致太厚，以及金属层厚度较薄，从而避免影响到所述薄膜复合电极的透明度。
根据本申请的一些实施例，优选的，所述导电氧化物层的厚度为100～150nm。通过进一步限定所述导电氧化物层的厚度，使得所述薄膜复合电极的光电性能和透明度能够达到一个较佳的平衡，在保证所述薄膜复合电极半透明的基础上使其电导率处于较好的水平。
根据本申请的一些实施例，本申请提供了钙钛矿太阳能电池，其依次包括透明导电玻璃、第一电荷传输层、钙钛矿吸收层、第二电荷传输层和薄膜复合电极；所述第一电荷传输层为电子传输层，第二电荷传输层为空穴传输层；或者，所述第一电荷传输层为空穴传输层，第二电荷传输层为电子传输层；所述薄膜复合电极包括：第一金属层，设置于所述第二电荷传输层上；导电氧化物层，设置于所述第一金属层上；第二金属层，设置于所述导电氧化物层上。
所述钙钛矿太阳能电池的结构设计可以得到一种以第一金属层-导电氧化物层-第二金属层为复合电极的半透明的钙钛矿太阳能器件。
根据本申请的一些实施例，优选的，在所述第二电荷传输层上直接设置第一金属层，在所述第一金属层直接设置导电氧化物层，在所述导电氧化物层上直接设置第二金属层。
根据本申请的一些实施例，优选的，所述透明导电玻璃、第一电荷传输层、钙钛矿吸收层和第二电荷传输层和所述薄膜复合电极层的每层之间均可插入相应的修饰层以改善所述钙钛矿太阳能电池的性能。所述透明导电玻璃为所述钙钛矿太阳能电池的入光面。
根据本申请的一些实施例，优选的，所述第一金属层的金属选自金、银、铜、铝、钴中的至少一种及其合金；所述第二金属层的金属选自金、银、铜、铝、镍、锌、锡、铁中的至少一种及其合金。通过限定所述第一金属层和所述第二金属层的材料，使其能够在钙钛矿太阳能电池中进行材料能级的较佳匹配，从而使所述钙钛矿太阳能电池能够表现出良好的导电性能。
根据本申请的一些实施例，优选的，所述第一电荷传输层为电子传输层，第二电荷传输层为空穴传输层；所述钙钛矿太阳能电池中各层的HOMO能级顺序如下：钙钛矿吸收层＜第二电荷传输层＜第一金属层＜导电氧化物层＜第二金属层。所述钙钛矿太阳能电池为正式器件结构，其中第一金属层、导电氧化物层和第二金属层，三种电极的功函均高于第二电荷传输层的HOMO能级，也就是说第一金属电极、导电氧化物电极、第二金属电极的功函呈现逐级递增趋势，可以保证载流子在三种电极间的有效传输。通过上述技术方案，可以使所述钙钛矿太阳能电池中的钙钛矿层中光致激发的空穴可以顺利地被导出至电极端。
根据本申请的一些实施例，优选的，所述第一金属层的功函为-5.15～-4.2eV；所述导电氧化物层的功函为-5.10～-4.1eV；所述第二金属层的功函为-4.95～-3.5eV；且，第二电荷传输层、第一金属层、导电氧化物和第二金属层的功函值递增；相邻两层之间的功函值差的绝对值为0.02eV～0.3eV。通过进一步限定所述薄膜复合电极中各层的功函范围以便于薄膜电极中各层的精确选材，同时控制各层之间的功函差值范围，以保证光生载流子的顺利提取与传输，使其能够更好地实现钙钛矿层中光致激发的空穴可以顺利地被导出至电极端。
根据本申请的一些实施例，优选的，所述第一电荷传输层为空穴传输层，第二电荷传输层为电子传输层；所述钙钛矿太阳能电池中各层的LUMO能级顺序如下：钙钛矿吸收层＞第二电荷传输层＞第一金属层＞导电氧化物层＞第二金属层。所述太阳能电池为反式器件结构，其中第一金属层、导电氧化物层和第二金属层，三种电极的功函均低于第二电荷传输层的LUMO能级，也就是说第一金属电极、导电氧化物电极、第二金属电极的功函呈现逐级递减趋势，可以保证载流子在三种电极间的有效传输。通过上述技术方案，可以使所述钙钛矿太阳能电池中的钙钛矿层中光致激发的电子可以顺利地被导出至电极端。
根据本申请的一些实施例，优选的，所述第一金属层的功函为-4.95～-3.5eV；所述导电氧化物层的功函为-5.00～-3.65eV；所述第二金属层的功函为-5.30～-3.75eV；且，第二电荷传输层、第一金属层、导电氧化物和第二金属层的功函值递减；相邻两层之间的功函值差的绝对值为0.02eV～0.3eV。通过进一步限定所述薄膜复合电极中各层的功函范围以便于薄膜电极中各层的精确选材，同时控制各层之间的功函差值范围，以保证光生载流子的顺利提取与传输，使其能够更好地实现钙钛矿层中光致激发的电子可以顺利地被导出至电极端。
上述的术语HOMO是英文Highest Occupied Molecular Orbital的缩写形式，指最高占据分子轨道。上述的术语LUMO是英文Lowest Unoccupied Molecular Orbital的缩写形式，指最低未占分子轨道。HOMO与LUMO之间的能量差称为“能带隙”，该能量差即称为HOMO-LUMO能级，有时可以用来衡量一个分子是否容易被激发，带隙越小，则分子越容易被激发。在有机半导体和量子点中的HOMO与无机半导体中的价带类似，而LUMO则与导带类似。所述HOMO能级是指VBM价带顶。所述LUMO能级是指CBM导带底。
对于半导体类而言，所述功函是指电子立即从固定体逸出所需要的最低能量，其是材料本身的一种固有特性和本征特征。所述薄膜复合电极内，相邻两层之间的能级需保持一定的差值。当能级差绝对值小于0.02eV时，则电极内建电场无法形成，使电荷无法沿一定方向转移；而当能级差绝对值大于0.3eV，将会造成较大的开压损失，不利于器件性能的提升。
根据本申请的一些实施例，优选的，所述导电氧化物层的厚度为50～200nm；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度均为1～10nm；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度之和不超过所述导电氧化物层的厚度的1/10。该技术方案通过控制所述薄膜复合电极中各层的厚度下限，使其能够发挥薄膜复合电极的光电性能；通过控制所述薄膜复合电极中各层的厚度上限，以及严格限定所述第一金属层和第二金属层的总厚度之和不超过所述导电氧化物层的厚度的1/10，从而保证所述薄膜复合电极的总厚度不致太厚，以及金属层厚度较薄，从而避免影响到所述薄膜复合电极的透明度。
根据本申请的一些实施例，所述钙钛矿太阳能电池为半透明电池，一方面是由于其总厚度为52～220nm，同时其中特别限定所述第一金属层和所述第二金属层的厚度之和不超过所述导电氧化物层的厚度的1/10；也即本发明薄膜复合电极中的金属层的厚度之和最厚不超过20nm，因此不会使导电氧化物层的透明性收到较大影响，使其能够具有半透明的特性，可用于玻璃器件中。
根据本申请的一些实施例，所述透明导电玻璃的材料选自氟掺杂的氧化铟、铟掺杂的氧化锡、铝掺杂的氧化锌、铍掺杂的氧化锌和铟掺杂的氧化锌中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，所述钙钛矿吸光层的化学式为ABX3或A2CDX6，其中A表示正一价的无机阳离子和/或有机阳离子，B表示正二价的金属阳离子，C表示正一价的金属阳离子，D表示正三价的金属阳离子，X为无机阴离子和/或有机阴离子。
根据本申请的一些实施例，所述正二价的金属阳离子为铅离子或锡离子。
根据本申请的一些实施例，所述钙钛矿吸光层的带隙为1.20～2.30eV，厚度为200～1000nm。
根据本申请的一些实施例，所述电子传输层选自[6,6]-苯基C61丁酸甲酯、[6,6]-苯基C71丁酸甲酯、富勒烯C60、富勒烯C70、二氧化锡和氧化锌中的至少一种，以及上述材料的衍生物或上述材料经掺杂或钝化改性的材料。
根据本申请的一些实施例，所述空穴传输层选自2，2'，7，7'-四(N，N-对甲氧苯胺基)-9，9'-螺二芴、聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]、甲氧基三苯胺-氟代甲脒、聚(3，4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺)、聚-3己基噻吩、硫氰酸亚铜、氧化镍、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(CzPAF-SBF)和聚噻吩中的至少一种，以及上述材料的衍生物或上述材料经掺杂或钝化改性的材料。
根据本申请的一些实施例，所述导电氧化物层的材料为掺杂锡的氧化铟、掺杂钨的氧化铟、掺杂氟的氧化锡、掺杂铝的氧化锌、氧化铟锌、氧化锌锡中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，本申请提供了根据前述的薄膜复合电极的制备方法，所述薄膜复合电极设置于电荷传输层上；其包括以下步骤：
1)在所述电荷传输层上设置第一金属层；
2)在所述第一金属层上设置导电氧化物层；
3)在所述导电氧化物上设置第二金属层。
本申请实施例的技术方案，通过在所述电荷传输层逐层设置第一金属层、导电氧化物层和第二金属层，从而获得一种金属层-透明导电氧化物层-金属层结构的复合透明电极。
根据本申请的一些实施例，优选的，所述第一金属层的制备方法为蒸镀，其真空度≤5×10-4Pa，温度≤100℃，速率≤0.1A/s；所述导电氧化物层的制备方法为真空溅射或真空蒸镀，其真空度≤5×10-4Pa，速率0.1A/s至1A/s；所述第二金属层的制备方法为真空溅射或真空蒸镀，其真空度≤5×10-4Pa，速率为0.1～0.5A/s；其还包括以下步骤：步骤1)和步骤2)之间还包括真空度保持，降温至室温；步骤2)和步骤3)为连续步骤，真空度保持。通过严格限定所述第一金属层、导电氧化物层和第二金属层的制备工艺，以及严格限定导电氧化物层与第一金属层之间不可破真空，且需停止蒸镀一段时间以及第二金属层与导电氧化物层不可破真空，从而获得本发明技术方案所要求的金属-导电氧化物-金属复合电极，使其能够呈现为半透明状态且层间不易剥落。
以下结合具体实施例对于本申请进行进一步说明。
钙钛矿太阳能电池的性能测试：
在标准模拟太阳光(AM 1.5G，100mW/cm2)照射下，对电池性能进行测试，获取I-V曲线。
根据I-V曲线以及测试设备反馈的数据可以得到短路电流Jsc(单位mA)、开路电压Voc(单位V)、最大光输出电流Jmpp(单位mA)和最大光输出电压Vmpp(单位V)。
通过公式FF＝Jsc×Voc/(Jmpp×Vmpp)计算出电池的填充因子FF，单位％。
通过公式PCE＝Jsc×Voc×FF/Pw计算出电池的光电转换效率PCE，单位％；Pw表示输入功率，单位mW。
为了方便性能比较，本发明以每个实施例相应的对比例的数值作为标准，将短路电流、开路电压、填充因子以及光电转换效率等参数进行归一化处理，这样可以直观地对器件参数及性能的提升进行比较。
实施例1
取规格为2.0cm×2.0cm的ITO(氧化铟锡)导电玻璃，厚度不限制；通过激光刻蚀方法，将玻璃包含ITO层的表面上相对的两侧各去掉宽度为0.35cm的ITO层，裸露出玻璃基底；
用水、丙酮、异丙醇依次超声清洗刻蚀后的ITO导电玻璃，往复清洗至少两次以上；
在氮气枪下吹干ITO导电玻璃表面残留的溶剂，再将ITO导电玻璃放入紫外臭氧机中作进一步清洗；清洗时间为5～30min，不作具体限定；
配制PTAA(聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]的异丙醇溶液，质量体积浓度为2mg/mL，也即每毫升溶剂中溶解有2mg的溶质；
在紫外臭氧机处理后的ITO导电玻璃基片上，以5000rpm/s的速率旋涂上述配制的PTAA溶液，然后在100℃热台上作退火处理10分钟；所述PTAA层即为有机空穴传输层；
在上述制备的有机空穴传输层上，以1000～5000rpm/s的速率旋涂钙钛矿前驱液，然后在100℃下退火30min，冷却至室温；其中，钙钛矿吸收层的活性物质为CsFAMA，其具体组成为Cs0.05(FA0.85MA0.15)0.95PbI0.93Br0.07，浓度为1.4mol/L，溶剂为DMF(二甲基甲酰胺)和DMSO(二甲基亚砜)以体积比4：1的混合物；所述CsFAMA层即为钙钛矿层；
在上述制备的钙钛矿层上，以1000～1500rpm/s的速率旋涂PC61BM([6,6]-苯基C61丁酸甲酯))，然后在100℃下退火10min，紧接着再以5000rpm/s的速率旋涂BCP(浴铜灵)；其中，PC61BM的质量体积浓度为20mg/mL，也即每毫升溶剂中溶解有20mg的溶质；溶剂为氯苯；BCP的质量体积浓度为0.5mg/mL，也即每毫升溶剂中溶解有0.5mg的溶质；溶剂为异丙醇；所述PC61BM层即为电子传输层；所述BCP层即为钝化层；所述第二电荷传输层的功函为-4.40eV；
将上述制备的薄片放入蒸镀机中，待蒸镀真空度至5×10-4Pa以下时，以0.1A/s的速率蒸镀2nm厚的金属电极Cu(功函-4.65eV)，蒸镀温度为30～50℃；保持该真空度不破空，降温至室温；然后采用射频磁控溅射的方法，将掺杂锡的氧化铟这一透明导电氧化物溅射形成导电氧化物薄膜，膜厚为100nm；掺杂锡的氧化铟的功函为-4.85eV；最后，保持该真空度不破空，采用蒸镀或溅射的方式，以0.2A/s的速率将金属电极Au(功函-5.1eV)镀在掺杂锡的氧化铟透明导电氧化物膜上，厚度为5nm，以此形成完整的复合薄膜电极。
以上步骤得到的钙钛矿太阳能电池标记为电池1#，所述电池1#中钙钛矿吸光层、第二电荷传输层、第一金属层、导电氧化物层、第二金属层的能级示意图如附图3所示；所述电池1#的光电性能结果如表1所示，其透明度数据如表2所示。
实施例2
取规格为2.0cm×2.0cm的ITO(氧化铟锡)导电玻璃，厚度不限制；通过激光刻蚀方法，将玻璃包含ITO层的表面上相对的两侧各去掉宽度为0.35cm的ITO层，裸露出玻璃基底；
用水、丙酮、异丙醇依次超声清洗刻蚀后的ITO导电玻璃，往复清洗至少两次以上；
在氮气枪下吹干ITO导电玻璃表面残留的溶剂，再将ITO导电玻璃放入紫外臭氧机中作进一步清洗；清洗时间为5～30min，不作具体限定；
采购市售SnO2(二氧化锡)水溶液，alfa品牌，15％的水胶体分散液；将其以3倍的蒸馏水稀释后备用；
在紫外臭氧机处理后的ITO导电玻璃基片上，以4000rpm/s的转速、2000rpm/s2的加速度旋涂上述稀释的SnO2水溶液，然后在150℃条件下加热15min；所述SnO2层即为电子传输层；
在上述制备的电子传输层上，以1000～4000rpm/s的速率旋涂钙钛矿前驱液，然后在100℃下退火30min，冷却至室温；其中，钙钛矿吸收层的活性物质为CsFAMA，其具体组成为Cs0.05(FA0.85MA0.15)0.95PbI0.93Br0.07，浓度为1.4mol/L，溶剂为DMF(二甲基甲酰胺)和DMSO(二甲基亚砜)以体积比4：1的混合物；所述CsFAMA层即为钙钛矿层。
在上述制备的钙钛矿层上，以3000rpm/s的速率旋涂空穴传输层Spiro-OMeTAD(2，2'，7，7'-四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9'-螺二芴)，溶剂为氯苯，质量体积浓度为72.3mg/mL，也即每毫升溶剂中溶解有72.3mg的溶质；所述空穴传输层的功函为-5.15eV；
将上述制备的薄片放入蒸镀机中，待蒸镀真空度至5×10-4Pa以下时，以0.1A/s的速率蒸镀2nm厚的金属电极Au(功函-5.1eV)，蒸镀温度为30～50℃；保持该真空度不破空，降温至室温；然后采用射频磁控溅射的方法，将掺杂锡的氧化铟这一透明导电氧化物溅射形成导电氧化物薄膜，膜厚为100nm；掺杂锡的氧化铟的功函为-4.85eV；最后，保持该真空度不破空，采用蒸镀或溅射的方式，以0.2A/s的速率将金属电极Ag(功函-4.6eV)镀在掺杂锡的氧化铟透明导电氧化物膜上，厚度为5nm，以此形成完整的复合薄膜电极。
以上步骤得到的钙钛矿太阳能电池标记为电池2#，所述电池2#中钙钛矿吸光层、第二电荷传输层、第一金属层、导电氧化物层、第二金属层的能级示意图如附图4所示；所述电池2#的光电性能结果如表1所示，其透明度数据如表2所示。
实施例3
制备工艺同实施例2，其中第一金属层为2nm厚度的钴层(功函-5.0eV)，导电氧化物层为100nm厚度的掺杂锡的氧化铟层(功函-4.85eV)，第二金属层为5nm厚度的镍层(功函-4.6eV)；由该实施例得到的电池的光电性能结果如表1所示，透明度数据如表2所示。
实施例4～实施例7
制备工艺同实施例2，金属层材料以及各层厚度数据如下表3，所得到的电池的光电性能结果如表1所示，透明度数据如表2所示。
对比例1
同实施例1，仅在最后的电极部分制备时，先热蒸镀10nm厚的氧化钼作为磁控溅射过程中的缓冲层，再直接进行107nm掺杂锡的氧化铟层的溅射，掺杂锡的氧化铟的功函为-4.85eV。得到的钙钛矿太阳能电池标记为电池1′#。所述电池1′#的透明度数据如表3所示，其光电性能均被归一处理。
对比例2
同实施例2，仅在最后的电极部分制备时，先热蒸镀10nm厚的氧化钼作为磁控溅射过程中的缓冲层，再直接进行107nm掺杂锡的氧化铟层的溅射，掺杂锡的氧化铟的功函为-4.85eV。得到的钙钛矿太阳能电池标记为电池2′#。所述电池2′#的透明度数据如表3所示，其光电性能均被归一处理。
所述电池1#、电池2#、电池1′#和电池2′号的光电性能结果如附图5至附图8所示。
对比例3～7
同实施例3～7，仅在最后的电极部分制备时，先热蒸镀10nm厚的氧化钼作为磁控溅射过程中的缓冲层，再直接进行掺杂锡的氧化铟层的溅射，掺杂锡的氧化铟的功函为-4.85eV；导电氧化物层的厚度分别同实施例3～实施例7中“金属层-导电氧化物层-金属层”的总厚度，得到的钙钛矿太阳能电池的透明度数据如表2所示，其光电性能均被归一处理。
表1
表2
透光率 透光率
实施例1 58.3％ 对比例1 57.1％
实施例2 56.1％ 对比例2 54.3％
实施例3 55.7％ 对比例3 54.3％
实施例4 62.3％ 对比例4 60.2％
实施例5 52.1％ 对比例5 51.4％
实施例6 55.4％ 对比例6 51.9％
实施例7 53.9％ 对比例7 52.6％
表3
通过上述实施例1～实施例7与对比例1～对比例7的检测结果表明：基于“金属-导电氧化物-金属复合电极的半透明钙钛矿太阳能电池”，其性能明显优于空白导电氧化物基的电池，一方面表现为透光度更好，能够保持其半透明的效果不受影响；另一方面表现为光电性能综合性提高。这主要是由于第一金属层，也即第一金属电极的引入提升了电荷传输层与薄膜复合电极间的载流子传输速率；而设置于导电氧化物层另一侧的第二金属电极的引入减小了整体器件的串联电阻，整体促使了器件开压和填充因子的提升，进而使得电池效率提升。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (14)

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，其依次包括透明导电玻璃、第一电荷传输层、钙钛矿吸收层、第二电荷传输层和薄膜复合电极；所述第一电荷传输层为电子传输层，第二电荷传输层为空穴传输层；或者，所述第一电荷传输层为空穴传输层，第二电荷传输层为电子传输层；所述薄膜复合电极包括：
第一金属层，设置于所述第二电荷传输层上；
导电氧化物层，设置于所述第一金属层上；
第二金属层，设置于所述导电氧化物层上。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第一金属层的金属选自金、银、铜、铝、钴中的至少一种及其合金；所述第二金属层的金属选自金、银、铜、铝、镍、锌、锡、铁中的至少一种及其合金。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第一电荷传输层为电子传输层，第二电荷传输层为空穴传输层；所述钙钛矿太阳能电池中各层的HOMO能级顺序如下：钙钛矿吸收层＜第二电荷传输层＜第一金属层＜导电氧化物层＜第二金属层。
4.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第一金属层的功函为-5.15～-4.2eV；所述导电氧化物层的功函为-5.10～-4.1eV；所述第二金属层的功函为-4.95～-3.5eV；且，第二电荷传输层、第一金属层、导电氧化物和第二金属层的功函值递增；相邻两层之间的功函值差的绝对值为0.02eV～0.3eV。
5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第一电荷传输层为空穴传输层，第二电荷传输层为电子传输层；所述钙钛矿太阳能电池中各层的LUMO能级顺序如下：钙钛矿吸收层＞第二电荷传输层＞第一金属层＞导电氧化物层＞第二金属层。
6.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第一金属层的功函为-4.95～-3.5eV；所述导电氧化物层的功函为-5.00～-3.65eV；所述第二金属层的功函为-5.30～-3.75eV；且，第二电荷传输层、第一金属层、导电氧化物和第二金属层的功函值递减；相邻两层之间的功函值差的绝对值为0.02eV～0.3eV。
7.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述导电氧化物层的厚度为50～200nm；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度均为1～10nm；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度之和不超过所述导电氧化物层的厚度的1/10。
8.一种薄膜复合电极，其特征在于，设置于电荷传输层上，所述薄膜复合电极包括：
第一金属层，设置于所述电荷传输层上；
导电氧化物层，设置于所述第一金属层上；
第二金属层，设置于所述导电氧化物层上。
9.根据权利要求8所述的薄膜复合电极，其特征在于，所述导电氧化物层的厚度为50～200nm；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度均为1～10nm；所述第一金属层和所述第二金属层的厚度之和不超过所述导电氧化物层的厚度的1/10。
10.根据权利要求9所述的薄膜复合电极，其特征在于，所述导电氧化物层的厚度为100～150nm。
11.一种根据权利要求8至10任一项所述的薄膜复合电极的制备方法，其特征在于，所述薄膜复合电极设置于电荷传输层上；其包括以下步骤：
1)在所述电荷传输层上设置第一金属层；
2)在所述第一金属层上设置导电氧化物层；
3)在所述导电氧化物上设置第二金属层。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一金属层的制备方法为蒸镀，其真空度≤5×10-4Pa，温度≤100℃，速率≤0.1A/s；所述导电氧化物层的制备方法为真空溅射或真空蒸镀，其真空度≤5×10-4Pa，速率0.1A/s至1A/s；所述第二金属层的制备方法为真空溅射或真空蒸镀，其真空度≤5×10-4Pa，速率为0.1～0.5A/s；其还包括以下步骤：
步骤1)和步骤2)之间还包括真空度保持，降温至室温；
步骤2)和步骤3)为连续步骤，真空度保持。
13.一种发电装置，其特征在于，其包括如权利要求1至7任一项所述的钙钛矿太阳能电池。
14.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求1至7任一项所述的钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池用于提供电能。
CN202210113364.5A 2022-01-30 2022-01-30 钙钛矿太阳能电池、薄膜复合电极及制备方法、发电装置、用电装置 Pending CN116583123A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210113364.5A CN116583123A (zh) 2022-01-30 2022-01-30 钙钛矿太阳能电池、薄膜复合电极及制备方法、发电装置、用电装置
PCT/CN2022/132720 WO2023142624A1 (zh) 2022-01-30 2022-11-18 钙钛矿太阳能电池、薄膜复合电极及制备方法、发电装置、用电装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210113364.5A CN116583123A (zh) 2022-01-30 2022-01-30 钙钛矿太阳能电池、薄膜复合电极及制备方法、发电装置、用电装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116583123A true CN116583123A (zh) 2023-08-11

Family

ID=87470425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210113364.5A Pending CN116583123A (zh) 2022-01-30 2022-01-30 钙钛矿太阳能电池、薄膜复合电极及制备方法、发电装置、用电装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN116583123A (zh)
WO (1) WO2023142624A1 (zh)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN212113754U (zh) * 2019-12-18 2020-12-08 广东聚华印刷显示技术有限公司 透明电极及显示面板

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023142624A1 (zh) 2023-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5775886B2 (ja) ナノ構造無機−有機ヘテロ接合太陽電池の製造方法
CN100426529C (zh) 有机光生伏打器件
US20120312375A1 (en) All-Solid-State Heterojunction Solar Cell
KR20130121776A (ko) 광전 변환 소자 및 그의 제조 방법
WO2012018237A2 (en) Tandem solar cell using amorphous silicon solar cell and organic solar cell
Huang et al. Minimizing the energy loss of perovskite solar cells with Cu+ doped NiOx processed at room temperature
EP4160709A1 (en) Method for manufacturing perovskite solar cell and perovskite solar cell manufactured thereby
CN112018100A (zh) 一种硅/钙钛矿叠层太阳能电池
WO2023185464A1 (zh) 一种钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池及其制备方法
TWI453924B (zh) 電極板與具有其之染料敏化光伏電池
TW201411900A (zh) 包含經溶液及真空沉積活性層之多接面有機光伏打裝置
JP5170746B2 (ja) 積層型有機太陽電池
JP2009231610A (ja) 有機太陽電池及び有機太陽電池の製造方法
CN103855306A (zh) 一种有机太阳能电池及其制造方法
US20230284467A1 (en) Perovskite solar battery and photovoltaic assembly
KR20090052696A (ko) ｐ－ｎ 접합 다이오드를 포함하는 기판을 구비한 염료감응태양전지
JP2010141268A (ja) 光電変換装置、および太陽電池
WO2013102985A1 (ja) 有機光電変換素子及び有機薄膜太陽電池モジュール
CN116583123A (zh) 钙钛矿太阳能电池、薄膜复合电极及制备方法、发电装置、用电装置
CN113690372B (zh) 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
Nkhaili et al. Investigation of the optical and electrical properties of ITO/ZnO/CdS/CuO: Co/Ag structure for solar cell
CN114649479A (zh) 一种用于正向有机太阳能电池的复合阴极电极层及其制备方法
CN116918481A (zh) 钙钛矿电池、其制备方法、以及包含其的光伏组件
CN114361340A (zh) 基于纳米金刚石的杂化钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN114914365A (zh) 一种具有倒置结构的钙钛矿/钙钛矿叠层太阳电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination