CN218101302U - 钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极及钙钛矿太阳能电池 - Google Patents

钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极及钙钛矿太阳能电池 Download PDF

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刘宗豪
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Abstract

本实用新型涉及用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极及钙钛矿太阳能电池，包括第一铋金属薄膜层及铺设于所述第一铋金属薄膜层一侧表面的第二铋金属薄膜层，基于本实用新型的用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极及钙钛矿太阳能电池，采用双层铋金属作为钙钛矿电池的金属电极，在不降低钙钛矿电池的光电转换效率的基础上，可有效降低金属电极对钙钛矿层的腐蚀，提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。

Description

钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极及钙钛矿太阳能电池
技术领域
本实用新型属于太阳能电池技术领域，具体涉及用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极及钙钛矿太阳能电池。
背景技术
钙钛矿太阳能电池是一种新型的第三代太阳能电池，自2009年问世以来，由于光电转化效率高、工艺简单、成本低等优点迅速崛起，受到人们的广泛关注，其光电转换效率也从最初的3.8％大幅提高至25.7％，已经达到了可以与单晶硅太阳能电池相媲美的程度。相比于已经跨过商业化门槛的器件效率，器件稳定性还远远达不到产业化的要求。器件的稳定性与卤化物钙钛矿材料在高温、潮湿等环境下的降解以及与金属电极(Au、 Ag和Cu等)发生的化学腐蚀有很大关系，提高钙钛矿太阳能电池的电池的长期稳定性具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题为：提供用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极及钙钛矿太阳能电池，用以解决现有的钙钛矿电池长期稳定性低的问题。
本实用新型提供的具体解决方案如下：
本发明提供了一种用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极，包括第一铋金属薄膜层及铺设于所述第一铋金属薄膜层一侧表面的第二铋金属薄膜层。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：
进一步，所述第一铋金属薄膜层的厚度为5～30nm，所述第二铋金属薄膜层的厚度为2～5μm。
本发明还提供了一种钙钛矿太阳能电池，包括由下至上依次层叠设置的透明基底、透明导电电极层、第一电荷传输层、钙钛矿吸收层、第二电荷传输层和上所述的双层铋金属电极，第一铋金属薄膜层靠近所述第二电荷传输层设置，所述第一电荷传输层为空穴传输层且所述第二电荷传输层为电子传输层，或者所述第一电荷传输层为电子传输层且所述第二电荷传输层为空穴传输层。
进一步，所述透明基底为玻璃基底，所述透明基底的厚度为0.5～5.0mm。
进一步，所述钙钛矿吸收层的厚度为100nm～1000nm。
进一步，所述透明导电电极层为FTO、AZO、GZO、石墨烯或纳米银线制备的层状结构。
进一步，所述透明导电电极层的厚度为10～800nm。
进一步，所述空穴传输层为硫氰酸亚铜、碘化亚铜、氧化镍、掺杂氧化镍、PTAA、PEDOT：PSS、或者Spiro-OMeTAD制备的层状结构，所述空穴传输层的厚度为10～ 200nm。
进一步，所述电子传输层为TiO2、SnO2、In2O3、ZnO、PCBM或C60制备的层状结构，所述电子传输层的厚度为10～100nm。
基于本实用新型的技术方案具有如下有益效果：
采用双层铋金属结构作为钙钛矿太阳能电池的电极，其可在不降低光电转换效率的基础上，有效的抵抗钙钛矿当中挥发卤素(如I2、HI)的腐蚀，与常用的金属电极(Ag、 Cu、Al、Au等)相比，基于本申请的金属电极层不会与钙钛矿材料中的成分、尤其是挥发性卤素(如I2或HI)发生化学反应，极大地提高了电池器件的稳定性；采用具有化学惰性的Bi金属来替代常用的Au，Ag等昂贵的金属作为电极材料，大大降低了材料成本。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1为基于本实用新型的实施例的钙钛矿太阳能电池结构示意图。
图2为实施例1中的基于双层Bi电极的钙钛矿太阳能电池、对比例1中基于Ag电极的钙钛矿电池以及对比例2中基于Bi-Ag电极的钙钛矿电池的“光电流密度-电压”输出特性曲线
图3为实施例1中的基于双层Bi电极的钙钛矿太阳能电池、对比例1中基于Ag电极的钙钛矿电池以及对比例2中基于Bi-Ag电极的钙钛矿太阳能电池的效率统计箱型图。
图4为实施例1中的基于双层Bi电极的钙钛矿太阳能电池、对比例1中基于Ag电极的钙钛矿太阳能能电池在高温热老化实验中(a)电池背面和(b)电池正面的变化图；
图5为实施例1中的基于双层Bi电极的钙钛矿太阳能电池、对比例1中基于Ag电极的钙钛矿电池以及对比例2中基于Bi-Ag电极的钙钛矿太阳能电池光热稳定性图。
附图1-5中，各标号所代表的部件如下：
1、透明基底；2、透明导电电极层；3、第一电荷传输层；4、钙钛矿吸收层；5、第二电荷传输层；6、第一铋金属薄膜层；7、第二铋金属薄膜层。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本实用新型的保护范围。除非另有特别说明，本实用新型中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
下面结合附图1-5并参考具体实施例描述本实用新型。
如图1-5所示，基于本发明的用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极，包括第一铋金属薄膜层6及铺设于所述第一铋金属薄膜层6一侧表面的第二铋金属薄膜层7。采用双层铋金属作为钙钛矿电池的金属电极，在不降低钙钛矿电池的光电转换效率的基础上，有效降低金属对钙钛矿层的腐蚀，提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性。
基于本发明实施例的用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极，所述第一铋金属薄膜层的厚度为5～30nm，所述第二铋金属薄膜层的厚度为2～5μm。该结构下，第一铋金属薄膜层作为阻挡层可有效阻止水氧进入器件避免钙钛矿的分解，并且可以防止磁控溅射高能粒子对界面传输层和钙钛矿层的破坏。
本发明还提供了一种钙钛矿太阳能电池，如图1所示，包括由下至上依次层叠设置的透明基底1、透明导电电极层2、第一电荷传输层3、钙钛矿吸收层4、第二电荷传输层5和如上所述的双层铋金属电极，第一铋金属薄膜层6靠近所述第二电荷传输层5设置，所述第一电荷传输层3为空穴传输层且所述第二电荷传输层5为电子传输层，或者所述第一电荷传输层3为电子传输层且所述第二电荷传输层5为空穴传输层。
具体的，上述各层的制备均可采用现有的常规方式制作。
具体的，所述第一电荷传输层、钙钛矿吸收层或第二电荷传输层分别通过旋涂、刮刀涂布或狭缝涂布任意一种镀膜方式涂布得到。
优选地，采用真空蒸镀方法在第二电荷传输层一侧表面沉积得到具有化学惰性且致密的第一铋金属薄膜层，然后在第一铋金属薄膜层表面采用磁控溅射工艺沉积第二铋金属薄膜层。
优选地，铋金属薄膜层的蒸镀温度低于1000℃，蒸镀真空度小于10-3Pa、蒸镀速度为
Figure DEST_PATH_GDA0003864595920000041
优选地，磁控溅射工艺镀第二铋金属薄膜层中，溅射过程中腔室温度为40-50℃，蒸镀真空度小于10-4Pa，Bi薄膜的沉积速度约为15～25nm/min。
优选地，钙钛矿吸收层具有ABX3结构，ABX3中A可以是MA+、FA+、Cs+或Rb+中的一种或几种；B可以是Sn2+、Pb2+、Sb2+、Bi3+、Fe2+、Mn2+、Co2+、Cu2+、Ni2+、Sr2+、Ge2+或Ni2+中的一种或几种，X可以是SCN-、Cl-、Br-或I-中一种或几种。
基于本发明实施例的用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极，所述透明基底1为玻璃基底，所述透明基底的厚度为0.5～5.0mm。
具体的，所述透明导电电极层可通过蒸发、溅射、反应离子镀、化学汽相沉积或热解喷涂中的任意一种方式在所述玻璃基底镀膜制备得到。
可选地，也可直接从市场上购买具有玻璃基底和透明导电电极层的FTO透明导电玻璃、或ITO透明导电玻璃作为材料制备钙钛矿太阳能电池。
基于本发明实施例的用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极，所述钙钛矿吸收层4 的厚度为100nm～1000nm。
基于本发明实施例的用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极，所述透明导电电极层2为FTO、AZO、GZO、石墨烯或纳米银线制备的层状结构。
基于本发明实施例的用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极，所述透明导电电极层2的厚度为10～800nm。
基于本发明实施例的用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极，所述空穴传输层为硫氰酸亚铜、碘化亚铜、氧化镍、掺杂氧化镍、PTAA、PEDOT：PSS、或者Spiro-OMeTAD 制备的层状结构，所述空穴传输层的厚度为10～200nm。
基于本发明实施例的用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极，所述电子传输层为 TiO2、SnO2、In2O3、ZnO、PCBM或C60制备的层状结构，所述电子传输层的厚度为10～100nm。
实施例1
如图1所示，一种基于铋基金属电极的钙钛矿太阳能电池，包括由下至上依次层叠设置的玻璃基底、透明导电电极层2、第一电荷传输层3、钙钛矿吸收层4、第二电荷传输层5及双层铋金属电极，双层铋金属电极包括第一铋金属薄膜层6及铺设于所述第一铋金属薄膜层6一侧表面的第二铋金属薄膜层7，第一铋金属薄膜层6靠近所述第二电荷传输层5设置。其中，各钙钛矿太阳能电池中，玻璃基底的厚度为2mm；透明导电电极层为FTO膜，厚度为200nm；第一电荷传输层为Ni0.95Mg0.05O空穴传输层，厚度为20nm；钙钛矿吸收层为FACsPb(I0.95Br0.05)3薄膜，厚度为450nm；第二电荷传输层为PCBM电子传输层，厚度为20nm，第一铋金属薄膜层的厚度为20nm，所述第二铋金属薄膜层的厚度为4um。
本实施例钙钛矿太阳电池的制备方法如下：
(1)将市购的ITO透明导电玻璃衬底用去离子水、丙酮、异丙醇、乙醇各超声清洗20min，并用高纯氮气吹干备用；
(2)将吹干的ITO透明导电玻璃放到UV处理机中进行UV处理；
(3)采用磁控溅射法在UV处理后的ITO透明导电玻璃衬底上制备空穴传输层Ni0.95Mg0.05O，厚度20nm；
(4)在Ni0.95Mg0.05O空穴传输层上采用旋涂法制备FACsPb(I0.95Br0.05)3钙钛矿吸收层，并以乙酸乙酯作为反溶剂进行萃取，所制备的钙钛矿湿膜于105℃下退火10-20min，得到厚度为450nm的FACsPb(I0.95Br0.05)3钙钛矿吸收层；
(5)在钙钛矿吸收层上采用旋涂法制备电子传输层PCBM，于70℃下退火10min，其厚度为20nm；
(6)在电子传输层上，采用低温(﹤1000℃)真空蒸镀20nm厚的第一铋金属薄膜层；
(7)在第一铋金属薄膜层上面采用磁控溅射工艺镀4um厚的第二铋金属薄膜层。
实施例2
一种基于铋基金属电极的钙钛矿太阳能电池，包括由下至上依次层叠设置的玻璃基底1、透明导电电极层2、第一电荷传输层3、钙钛矿吸收层4、第二电荷传输层5及双层铋金属电极，双层铋金属电极包括第一铋金属薄膜层6及铺设于所述第一铋金属薄膜层6一侧表面的第二铋金属薄膜层7，第一铋金属薄膜层6靠近所述第二电荷传输层5 设置。其中，各钙钛矿太阳能电池中，玻璃基底的厚度为2mm；透明导电电极层为FTO 膜，厚度为200nm；第一电荷传输层为NiMgLiO空穴传输层，厚度为20nm；钙钛矿吸收层为FACsPb(IXBr1-X)3薄膜，厚度为450nm；第二电荷传输层为PCBM电子传输层，厚度为20nm，第一铋金属薄膜层的厚度为20nm，所述第二铋金属薄膜层的厚度为4um。
本实施例中的钙钛矿太阳电池的制备方法如下：
(1)将市购的FTO透明导电玻璃衬底用去离子水、丙酮、异丙醇、乙醇各超声清洗20min，并用高纯氮气吹干备用；
(2)采用喷雾热解法在FTO透明导电玻璃衬底上制备空穴传输层NiMgLiO，厚度为20nm；
(3)在NiMgLiO空穴传输层上采用旋涂法制备FACsPb(I0.95Br0.05)3钙钛矿吸收层，并以乙酸乙酯作为反溶剂进行萃取，所制备的钙钛矿湿膜于105℃下退火10-20min，得到厚度为450nm的FACsPb(I0.95Br0.05)3钙钛矿吸收层；
(4)在钙钛矿吸收层上采用旋涂法制备电子传输层PCBM，于70℃下退火10min，其厚度为20nm；
(5)在电子传输层上，采用低温(﹤1000℃)真空蒸镀20nm厚的第一铋金属薄膜层；
(6)在第一铋金属薄膜层上面采用磁控溅射工艺镀4um厚的第二铋金属薄膜层。
实施例3
一种基于铋基金属电极的钙钛矿太阳能电池，包括由下至上依次层叠设置的玻璃基底、透明导电电极层2、第一电荷传输层3、钙钛矿吸收层4、第二电荷传输层5及双层铋金属电极，双层铋金属电极包括第一铋金属薄膜层6及铺设于所述第一铋金属薄膜层6 一侧表面的第二铋金属薄膜层7，第一铋金属薄膜层6靠近所述第二电荷传输层5设置。其中，各钙钛矿太阳能电池中，玻璃基底的厚度为2mm；透明导电电极层为FTO膜，厚度为200nm；第一电荷传输层为SnO2电子传输层，厚度为20nm；钙钛矿吸收层为FAMAPb(I0.95Br0.05)3薄膜，厚度为570nm；第二电荷传输层为Spiro-OMeTAD空穴传输层，厚度为200nm，第一铋金属薄膜层的厚度为20nm，所述第二铋金属薄膜层的厚度为4um。
本实施例钙钛矿太阳电池的制备方法如下：
(1)将ITO透明导电玻璃衬底用去离子水、丙酮、异丙醇、乙醇各超声清洗20min，并用高纯氮气吹干备用；
(2)采用旋涂法制备SnO2电子传输层：将氧化锡胶体溶液稀释到一定溶度，于ITO上旋涂制备，然后于空气中150℃退火30min，SnO2电子传输层厚度约为20nm。
(3)在SnO2上旋涂PbI2薄膜，然后在PbI2上旋涂含FAI和少量MABr的有机溶液，于干燥空气中150℃退火15min，制备FAMAPb(I0.95Br0.05)3吸收层，其厚度约为570nm。
(4)在FAMAPb(I0.95Br0.05)3吸收层上旋涂苯乙胺碘盐(PEAI)进行表面钝化。
(5)于PEAI上旋涂制备2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(Spiro-OMeTAD)作为空穴传输层，其厚度约为200nm。
(6)在空穴传输层上，采用低温(﹤1000℃)真空蒸镀20nm厚的第一铋金属薄膜层；
(7)在第一铋金属薄膜层上面采用磁控溅射工艺镀4um厚的第二铋金属薄膜层。
实施例4
一种基于铋基金属电极的钙钛矿太阳能电池，包括由下至上依次层叠设置的玻璃基底、透明导电电极层2、第一电荷传输层3、钙钛矿吸收层4、第二电荷传输层5及双层铋金属电极，双层铋金属电极包括第一铋金属薄膜层6及铺设于所述第一铋金属薄膜层6 一侧表面的第二铋金属薄膜层7，第一铋金属薄膜层6靠近所述第二电荷传输层5设置。其中，各钙钛矿太阳能电池中，玻璃基底的厚度为5mm；透明导电电极层为FTO膜，厚度为800nm；第一电荷传输层为NiMgLiO空穴传输层，厚度为200nm；钙钛矿吸收层为 FACsPb(IXBr1-X)3薄膜，厚度为1000nm；第二电荷传输层为PCBM电子传输层，厚度为 100nm，第一铋金属薄膜层的厚度为30nm，所述第二铋金属薄膜层的厚度为5um。
本实施例中钙钛矿太阳能电池的制备方法同实施例1。
实施例5
一种基于铋基金属电极的钙钛矿太阳能电池，包括由下至上依次层叠设置的玻璃基底、透明导电电极层2、第一电荷传输层3、钙钛矿吸收层4、第二电荷传输层5及双层铋金属电极，双层铋金属电极包括第一铋金属薄膜层6及铺设于所述第一铋金属薄膜层6 一侧表面的第二铋金属薄膜层7，第一铋金属薄膜层6靠近所述第二电荷传输层5设置。其中，各钙钛矿太阳能电池中，玻璃基底的厚度为0.5mm；透明导电电极层为FTO膜，厚度为10nm；第一电荷传输层为NiMgLiO空穴传输层，厚度为10nm；钙钛矿吸收层为 FACsPb(IXBr1-X)3薄膜，厚度为100nm；第二电荷传输层为PCBM电子传输层，厚度为 10nm，第一铋金属薄膜层的厚度为5nm，所述第二铋金属薄膜层的厚度为2um。
本实施例中钙钛矿太阳能电池的制备方法同实施例1。
对比例1
一种基于Ag电极的钙钛矿太阳能电池，包括由下至上依次层叠设置的玻璃基底、透明导电电极层、第一电荷传输层、钙钛矿吸收层、第二电荷传输层及银金属电极。其中，各钙钛矿太阳能电池中，玻璃基底的厚度为2mm；透明导电电极层为FTO膜，厚度为 200nm；第一电荷传输层为Ni0.95Mg0.05O空穴传输层，厚度为20nm；钙钛矿吸收层为 FACsPb(I0.95Br0.05)3薄膜，厚度为450nm；第二电荷传输层为PCBM电子传输层，厚度为 20nm，银金属电极的厚度为120nm。
本实施例中的钙钛矿太阳电池的制备方法如下：
(1)将市购的ITO透明导电玻璃衬底用去离子水、丙酮、异丙醇、乙醇各超声清洗20min，并用高纯氮气吹干备用；
(2)将吹干的ITO透明导电玻璃放到UV处理机中进行UV处理；
(3)采用磁控溅射法在UV处理后的ITO透明导电玻璃衬底上制备空穴传输层Ni0.95Mg0.05O，厚度20nm；
(4)在Ni0.95Mg0.05O空穴传输层上采用旋涂法制备FACsPb(I0.95Br0.05)3钙钛矿吸收层，并以乙酸乙酯作为反溶剂进行萃取，所制备的钙钛矿湿膜于105℃下退火10-20min，得到厚度为450nm的FACsPb(I0.95Br0.05)3钙钛矿吸收层；
(5)在钙钛矿吸收层上采用旋涂法制备电子传输层PCBM，于70℃下退火10min，其厚度为20nm；
(6)在电子传输层上，采用低温(﹤1000℃)真空蒸镀120nm厚的Ag电极。
对比例2
一种基于铋-银双层电极的钙钛矿太阳能电池，包括由下至上依次层叠设置的玻璃基底2、透明导电电极层3、第一电荷传输层4、钙钛矿吸收层5、第二电荷传输层6及铋- 银双层电极，铋-银双层电极包括铋金属薄膜层及铺设于所述铋金属薄膜层一侧表面的银金属层，铋金属薄膜层靠近所述第二电荷传输层6设置。其中，各钙钛矿太阳能电池中，玻璃基底的厚度为2mm；透明导电电极层为FTO膜，厚度为200nm；第一电荷传输层为 Ni0.95Mg0.05O空穴传输层，厚度为20nm；钙钛矿吸收层为FACsPb(IXBr1-X)3薄膜，厚度为450nm；第二电荷传输层为PCBM电子传输层，厚度为20nm，铋金属薄膜层的厚度为20nm，银金属层的厚度为120nm。
本实施例中的钙钛矿太阳电池的制备方法如下：
1)将市购的ITO透明导电玻璃衬底用去离子水、丙酮、异丙醇、乙醇各超声清洗20min，并用高纯氮气吹干备用；
(2)将吹干的ITO透明导电玻璃放到UV处理机中进行UV处理；
(3)采用磁控溅射法在UV处理后的ITO透明导电玻璃衬底上制备空穴传输层Ni0.95Mg0.05O，厚度20nm；
(4)在Ni0.95Mg0.05O空穴传输层上采用旋涂法制备FACsPb(I0.95Br0.05)3钙钛矿吸收层，并以乙酸乙酯作为反溶剂进行萃取，所制备的钙钛矿湿膜于105℃下退火10-20min，得到厚度为450nm的FACsPb(I0.95Br0.05)3钙钛矿吸收层；
(5)在钙钛矿吸收层上采用旋涂法制备电子传输层PCBM，于70℃下退火10min，其厚度为20nm；
(6)在电子传输层上，采用低温(﹤1000℃)真空蒸镀20nm厚的单层铋金属薄膜层；
(7)在第一铋金属薄膜层上面采用低温真空蒸镀120nm厚的Ag电极。
一、钙钛矿太阳能电池光电转换性能测试
对实施例1-3、对比例1-2中的钙钛矿太阳能电池性能进行测试，结果表1所示。
表1钙钛矿太阳能电池性能参数
Figure DEST_PATH_GDA0003864595920000111
图2为基于双层Bi电极的钙钛矿太阳能电池、对比例1中Ag电极的钙钛矿电池以及对比例2中基于Bi-Ag电极的钙钛矿电池的“光电流密度-电压”输出特性曲线，图3 为基于Ag电极、Bi-Ag电极以及双层Bi电极的钙钛矿太阳能电池的效率箱型图。由表1、图2和图3可知，基于本实用新型的双层Bi电极钙钛矿太阳能电池与常规的Ag电极钙钛矿太阳能电池相比以及Bi-Ag双金属层电极钙钛矿电池相比，效率几乎没有损失。
二、钙钛矿太阳能电池的高温热老化性能测试
将实施例1中的基于双层Bi电极的钙钛矿太阳能电池、对比例1中Ag电极的钙钛矿电池在175℃、相对湿度50％的条件下进行热老化实验，结果如图4所示，图4中a 为热老化实验中的电池背面(即电极面)的变化图，图4中b为热老化实验中电池正面的变化图，由图可知，基于Ag电极的钙钛矿电池中Ag与下层钙钛矿吸收层剧烈反应， 80min后钙钛矿太阳能电池器件基本被完全破坏，基于本实施例的双层Bi电极的钙钛矿太阳能电池，Bi电极与下层钙钛矿吸收层几乎没有反应，器件外观仍然良好，这说明Bi 电极具有良好的化学惰性，可以避免自身与下层钙钛矿吸收层发生化学反应，显著提高了钙钛矿太阳能电池的热稳定性。
三、钙钛矿太阳能电池的光照稳定性测试
对实施例1中的基于双层Bi电极的钙钛矿太阳能电池、对比例1中基于Ag电极的钙钛矿电池以及对比例2中基于Bi-Ag电极的钙钛矿电池在相同的条件下进行光照稳定性测试(测试条件：温度为65℃、氮气氛围，光强为100mW/cm2持续光照)，图5为钙钛矿太阳能电池长期稳定性效率变化示意图，由图可知，基于Ag电极的钙钛矿电池在 500h后，光电转换效率仅为原始效率的65％，基于Bi-Ag电极的钙钛矿电池在400h后光电转换效率也开始出现显著下降，1000h后为初始效率的88％，基于双层Bi电极的钙钛矿电池经过1000个小时后仍能保持初始效率的95％以上，显著提高了钙钛矿的光热稳定性。
尽管上面已经详细描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极，其特征在于，包括第一铋金属薄膜层(6)及铺设于所述第一铋金属薄膜层(6)一侧表面的第二铋金属薄膜层(7)。
2.根据权利要求1所述的用于钙钛矿太阳能电池的双层铋金属电极，其特征在于，所述第一铋金属薄膜层的厚度为5～30nm，所述第二铋金属薄膜层的厚度为2～5μm。
3.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括由下至上依次层叠设置的透明基底(1)、透明导电电极层(2)、第一电荷传输层(3)、钙钛矿吸收层(4)、第二电荷传输层(5)和如权利要求1或2所述的双层铋金属电极，第一铋金属薄膜层(6)靠近所述第二电荷传输层(5)设置，所述第一电荷传输层(3)为空穴传输层且所述第二电荷传输层(5)为电子传输层，或者所述第一电荷传输层(3)为电子传输层且所述第二电荷传输层(5)为空穴传输层。
4.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明基底(1)为玻璃基底，所述透明基底的厚度为0.5～5.0mm。
5.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸收层(4)的厚度为100nm～1000nm。
6.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明导电电极层(2)为FTO、AZO、GZO、石墨烯或纳米银线制备的层状结构。
7.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明导电电极层(2)的厚度为10～800nm。
8.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层为硫氰酸亚铜、碘化亚铜、氧化镍、掺杂氧化镍、PTAA、PEDOT：PSS、或者Spiro-OMeTAD制备的层状结构，所述空穴传输层的厚度为10～200nm。
9.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层为TiO2、SnO2、In2O3、ZnO、PCBM或C60制备的层状结构，所述电子传输层的厚度为10～100nm。
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