CN220441191U - 一种钙钛矿太阳能电池及其叠层电池 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种钙钛矿太阳能电池及其叠层电池，该电池包括：基底；位于基底表面的第一电极层；位于第一电极层背离基底一侧的空穴传输层；位于空穴传输层背离第一电极层一侧的钙钛矿光电转换层；位于钙钛矿光电转换层背离空穴传输层一侧的电子传输层；位于电子传输层背离钙钛矿光电转换层一侧的调制层；位于调制层背离电子传输层一侧的保护层；位于保护层背离调制层一侧的第二电极层；其中，调制层用于调制电子传输层的界面能级。在该电池结构中，在调制层的表面具有用于保护调制层的保护层，避免在形成第二电极层的过程中破坏调制层，且该保护层还可用于辅助传输电子，提高电子传输能力，进一步提高电池的光电转换性能。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，更具体的说，涉及一种钙钛矿太阳能电池及其叠层电池。
背景技术
目前，钙钛矿太阳能电池广泛的应用在生产和生活中，现有的钙钛矿太阳能电池包括：基板、空穴传输层、钙钛矿光电转换层、电子传输层和第二电极层。在钙钛矿电池结构中，电子传输层是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分，若电子传输层具有良好的载流子迁移率、良好的光学透过率和合适的能带结构，可使得太阳能电池产生更大的光电流，同时，在形貌上要求制备的电子传输层致密性高，且无孔，以防止电子和空穴的复合。但目前用于制备电子传输层的材料的电导率和界面能级低，电子传输层与第二电极层之间的界面接触差。现有方法是基于在电子传输层表面设置较薄的功能层，以增强电子传输层的电导率，以及调制电子传输层的界面能级，但在该功能层的表面形成第二电极层时高能粒子会对该功能层产生破坏，从而降低其性能，而增厚该功能层的成本较高，同时也会造成功能层的性能下降。
实用新型内容
有鉴于此，本申请提供了一种钙钛矿太阳能电池及其叠层电池，所述电池包括：
基底；
位于所述基底表面的第一电极层；
位于所述第一电极层背离所述基底一侧的空穴传输层；
位于所述空穴传输层背离所述第一电极层一侧的钙钛矿光电转换层；
位于所述钙钛矿光电转换层背离所述空穴传输层一侧的电子传输层；
位于所述电子传输层背离所述钙钛矿光电转换层一侧的调制层；
位于所述调制层背离所述电子传输层一侧的保护层；
位于所述保护层背离所述调制层一侧的第二电极层；
其中，所述调制层用于调制所述电子传输层的界面能级。
优选的，在上述电池中，所述保护层至少具有一层子保护层；
其中，所述子保护层包括：碳纳米管保护层、银纳米线保护层、石墨烯保护层和铜纳米线保护层中的任意一种。
优选的，在上述电池中，所述保护层具有多层所述子保护层，在垂直于所述基底的方向上，多层所述子保护层依次层叠设置在所述调制层表面；
其中，多层所述子保护层为不同所述子保护层。
优选的，在上述电池中，所述保护层包括：第一子保护层和第二子保护层；
在垂直于所述基底的方向上，所述第一子保护层和所述第二子保护层交替层叠设置在所述调制层表面；
其中，所述第一子保护层与所述第二子保护层为不同所述子保护层。
优选的，在上述电池中，所述保护层的厚度范围为2-200nm。
优选的，在上述电池中，所述调制层包括：氧化锡层。
优选的，在上述电池中，所述调制层的厚度范围为5-100nm。
优选的，上述电池还包括：位于所述电子传输层与所述调制层之间的接触层，所述接触层用于提高所述电子传输层与所述调制层的接触效果。
优选的，在上述电池中，所述接触层的厚度范围为2～10nm。
本申请提出的一种钙钛矿太阳能叠层电池，包括如上述任意一项所述钙钛矿太阳能电池。
基于上述可知，本申请提出了一种钙钛矿太阳能电池及其叠层电池，在该电池结构中，在电子传输层背离钙钛矿光电转换层的一侧具有用于调制电子传输层界面能级的调制层，从而使得该调制层能够提高电子传输层与第二电极层之间的电荷传输能力，优化电池的性能；且在调制层的表面具有用于保护调制层的保护层，避免在形成第二电极层的过程中破坏调制层，且该保护层还可用于辅助传输电子，提高电子传输能力，进一步提高电池的光电转换性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容涵盖的范围内。
图1为本申请实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的又一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的又一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的又一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
图7为本申请另一实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
图8为本申请又一实施例提供的一种钙钛矿太阳能叠层电池的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
参考图1，图1为本申请实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图，该电池包括：
基底1；
位于基底1表面的第一电极层2；
位于第一电极层2背离基底1一侧的空穴传输层3；
位于空穴传输层3背离第一电极层2一侧的钙钛矿光电转换层4；
位于钙钛矿光电转换层4背离空穴传输层3一侧的电子传输层5；
位于电子传输层5背离钙钛矿光电转换层4一侧的调制层6；
位于调制层6背离电子传输层5一侧的保护层7；
位于保护层7背离调制层6一侧的第二电极层8；
其中，调制层6用于调制电子传输层5的界面能级。
参考图1，在本实施例的钙钛矿太阳能电池中，在电子传输层5背离钙钛矿光电转换层4的一侧具有用于调制电子传输层5界面能级的调制层6，从而使得该调制层6能够提高电子传输层5与第二电极层8之间的电荷传输能力，优化电池的性能；且在调制层6的表面具有用于保护调制层6的保护层7，避免在形成第二电极层8的过程中破坏调制层6，且该保护层7还可用于辅助传输电子，提高电子传输能力，进一步提高电池的光电转换性能。
参考图1，本实施例的钙钛矿太阳能电池中，基底1为玻璃基底；第一电极层2为锡-铟氧化物层；空穴传输层3为聚乙撑二氧噻吩层；钙钛矿光电转换层4为甲基碘化胺层；电子传输层5为氯仿层；第二电极层8为金属电极层。
在本实施例中，第一电极层2是基于磁控溅射方法制备得到的；空穴传输层3是将藻酸双酯钠水溶液用异丙醇按照1:3比例稀释后，采用刮刀涂布方法在第一电极层2上涂布薄膜且将涂布有该薄膜的基底1放置在手套箱中在氮气氛围下退火处理得到的，其中，涂布速度为20mm/s，涂布温度为60℃，刮刀与第一电极层2的间距设置为50μm，退火时间为20min，退火温度为100℃；钙钛矿光电转换层4是基于甲酰溶剂和二甲基亚砜溶剂，配置得到质量分数为25％的甲基碘化胺溶液后，在空穴传输层3上涂布该甲基碘化胺溶液得到的甲基碘化胺薄膜，将涂布有甲基碘化胺薄膜的多个膜层放置在手套箱中在氮气氛围下退火处理得到的，其中，甲酰溶剂和二甲基亚砜溶剂的比例为9:1，刮刀的涂布速度为20mm/s，涂布温度为室温，刮刀与空穴传输层3的间距设置为50μm，退火时间为20min，退火温度为120℃；电子传输层5是将配置的浓度为15g/L的氯仿分散液涂布在钙钛矿光电转换层4的表面后，将涂布有氯仿层的多个膜层放置在在氮气氛围中自然干燥得到的，其中，刮刀的涂布速度为20mm/s，涂布温度为室温，刮刀与钙钛矿光电转换层4的间距设置为80μm，干燥时间为20min；基于原子层沉积的方法在电子传输层5的表面制备得到厚度为5nm的调制层6，在调制层6的表面基于溶液法制备得到保护层7，基于热蒸发的方法蒸镀得到厚度为100nm的金属电极层。以基底1、第一电极层2、空穴传输层3、钙钛矿光电转换层4、电子传输层5、调制层6和第二电极层8的厚度、材质、制备方法和制备条件与本实施例中的钙钛矿太阳能电池的厚度、材质、制备方法和制备条件相同的钙钛矿电池为第一对照组，本实施例的钙钛矿太阳能电池为第一实施例，其中，第一对照组中未设置保护层7。将第一对照组的钙钛矿太阳能电池与第一实施例的钙钛矿太阳能电池进行电学性能表征，测量并记录第一对照组的钙钛矿太阳能电池与第一实施例的钙钛矿太阳能电池在标准条件(STC)，且光照强度为一个标准太阳光(AM1.5G)时的短路电流密度Jsc，开路电压Voc及填充因子FF，且计算得到第一对照组的钙钛矿太阳能电池与第一实施例的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率，其中，短路电流密度Jsc，开路电压Voc及填充因子FF的乘积为电池的光电转换效率。第一对照组与第一实施例的对比结果如表1所示；
表1.第一对照组和第一实施例的性能测试结果
| Jsc(mA/cm2) | Voc(V) | FF(％) | 电池效率(％) | |
| 第一对照组 | 16.35 | 1.09 | 72.0 | 12.83 |
| 第一实施例 | 18.06 | 1.11 | 71.3 | 14.30 |
基于表1可知，在调制层6的表面设置保护层7后可有效的提高钙钛矿太阳能电池的短路电流密度Jsc和开路电压Voc，从而提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。
可选的，基底1、第一电极层2、空穴传输层3、钙钛矿光电转换层4、电子传输层5、调制层6、保护层7和第二电极层8的材料、厚度和制备方法包括但不限于上述材料、厚度和制备方法。
参考图2，图2为本申请实施例提供的另一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图，在该钙钛矿太阳能电池中，保护层7至少具有一层子保护层71；
其中，子保护层71包括：碳纳米管保护层、银纳米线保护层、石墨烯保护层和铜纳米线保护层中的任意一种。
在图2所示钙钛矿太阳能电池结构中，以保护层7仅具有一层子保护层71为例进行说明。在本实施例的钙钛矿太阳能电池中，在调制层6的表面具有保护层7，且该保护层7用于保护调制层6，则需要保护层7的导电性和透光性较好以及高能粒子的轰击对保护层7影响较小，同时要求在制备保护层7时，不会对调制层6产生影响。在保护层7至少包括一层子保护层71，而本实施例中以钙钛矿太阳能电池中的保护层7为一层碳纳米管层为例进行说明，碳纳米管物理化学性质稳定，具有良好的导电性和透光性，被高能粒子打击后对其物化性能和电学性能影响很小，而且能带与调制层6的能带比较匹配，可以很好的在钙钛矿太阳能电池中传递电荷，且以碳纳米管层作为保护层7时，可以使用更薄的调制层6，从而减少制备调制层6的时间。其中，银纳米线材料、石墨烯材料和铜纳米线材料的物理和化学性质均满足保护层的需求，即子保护层71可以为碳纳米管保护层、银纳米线保护层、石墨烯保护层和铜纳米线保护层中的任意一种。
参考图3或图4，图3为本申请实施例提供的又一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图，图4为本申请实施例提供的又一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图，保护层7具有多层子保护层71，在垂直于基底1的方向上，多层子保护层71依次层叠设置在调制层6表面；
其中，多层子保护层71为不同子保护层71。
在图3所示钙钛矿太阳能电池结构中，以保护层7具有3层子保护层71为例进行说明，在本实施例的钙钛矿太阳能电池中，在垂直基底1的方向上，在调制层6的表面上依次层叠设置3层子保护层71作为保护层7，且3层子保护层71的材质不同，厚度相同。在本实施例中采用3层厚度相同的子保护层71作为保护层7能够方便制备各个膜层，且在满足子保护层71条件的情况下，在选择子保护层71的材质时，可选择制备方法相同的子保护层71，当3层子保护层71的制备方法相同时，可使得制备工艺更为简单，制备时间缩短，其中，保护层7用于在形成第二电极层8时保护调制层6，且保护层7的能带需与调制层6的能带匹配，从而更好的在钙钛矿太阳能电池中传递电荷，因此，在选择保护层7的材质、厚度时，需基于调制层6及第二电极层8的制备方法确定。
在图4所示钙钛矿太阳能电池结构中，在调制层6的表面上依次层叠设置3层子保护层71作为保护层7，且3层子保护层71的材质不同，厚度不同。在基底1指向调制层6的方向上，3层子保护层71的厚度依次增大。将3层子保护层71的厚度依次增大可有效的缓解3层子保护层71的应力。
基于上述可知，当保护层7具有多层子保护层71时，可基于具体实施例的需求确定保护层7中子保护层71的个数与各个子保护层71的厚度和材质，其中，子保护层71的层数、材质及厚度包括但不限于上述层数、材质及厚度。
参考图5，图5为本申请实施例提供的又一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图，保护层7包括：第一子保护层712和第二子保护层713；
在垂直于基底1的方向上，第一子保护层712和第二子保护层713交替层叠设置在调制层6表面；
其中，第一子保护层712与第二子保护层713为不同子保护层71。
在图5所示钙钛矿太阳能电池结构中，以保护层7具有第一子保护层712和第二子保护层713为例进行说明。在本实施例中，在垂直基底1的方向上，在调制层6的表面依次层叠设置有第一子保护层712和第二子保护层713，且第一子保护层712与第二子保护层713的材质不相同，第一子保护层712和第二子保护层713的厚度是否相同，可基于具体实施例确定，且在确定第一子保护层712和第二子保护层713的材质时，可基于材质的物理化学性能及各个材质制备保护层7的工艺和基于各个材质制备得到的保护层7、调制层6和第二电极层8的能带之间的匹配度确定。
在上述实施例中，保护层7的厚度范围为2-200nm。
在上述实施例中，保护层7的厚度范围可设置为2-200nm，将保护层7的厚度范围设置为2-200nm可以有效的防止保护层7的厚度太薄而无法有效的保护调制层6，也可以防止因保护层7太厚而影响电池的光电转换效果，且保护层7的厚度可基于调制层6的厚度和材质、第二电极层8的制备方法和保护层7的材质确定，当保护层7的材质为氧化锡层时，优选保护层7的厚度为5nm。
参考图6，图6为本申请实施例提供的又一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图，电池还包括：位于电子传输层5与调制层6之间的接触层9，接触层9用于提高电子传输层5与调制层6的接触效果。
在图6所示钙钛矿太阳能电池中，在电子传输层5的表面设置一层接触层9，用于提高电子传输层5与调制层6的接触效果，本实施例中的接触层9为氧化铝层，但接触层9的材料包括但不限于氧化铝。
在上述实施例中，接触层9的厚度范围为2～10nm。
在上述实施例中，将接触层9的厚度范围设置为2～10nm，可以有效的避免因为接触层9的厚度大而影响电池的光电转换效果，接触层9的材质可基于电子传输层5和调制层6的材质确定。
参考图7，图7为本申请另一实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图，调制层6包括：氧化锡层61。
在图7所示钙钛矿太阳能电池中，将氧化锡层61作为调制层6。氧化锡层61具有高导电性和良好的透光性，且氧化锡层61的能够有效的调制电子传输层5和第二电极层8之间的界面能级，从而优化钙钛矿电池的光电转换效率，其中，调制层6的包括但不限于氧化锡层61。
在上述实施例中，调制层6的厚度范围为5-100nm。
在上述实施例中，因为在调制层6的表面设置保护层7，因此可以使用厚度更薄的调制层6，使得调制层6的厚度范围为5-100nm，从而有效的减少了调制层6的制备时间，提升制备调制层6的设备的稼动率。
参考图7，将本申请的另一实施例作为第二实施例，在第二实施例的钙钛矿太阳能电池中，基底1、第一电极层2、空穴传输层3、钙钛矿光电转换层4和电子传输层5的厚度、材质、制备方法和制备条件与上述第一实施例中基底1、第一电极层2、空穴传输层3、钙钛矿光电转换层4和电子传输层5的厚度、材质、制备方法和制备条件相同；第二电极层8的材质和制备方法与第一实施例中第二电极层8的材质和制备方法相同，但本实施例中，第二电极层8的厚度为60nm，且在本实施例中，调制层6是基于原子层沉积的方法在电子传输层5的表面制备得到的氧化锡层61，该氧化锡层61的厚度为5nm；保护层7是一层子保护层71，且该子保护层71为碳纳米管保护层，该碳纳米管保护层是基于碳纳米管悬浮液作为旋涂液，在调制层6的表面旋涂制备得到的，其中，旋涂速度为3000rpm，旋涂时间60s，碳纳米管悬浮液中碳纳米管的直径范围为5-20nm；且在第二电极层8的表面具有通过热蒸发的方法蒸镀得到的金栅线10，该金栅线10的厚度为80nm。以基底1、第一电极层2、空穴传输层3、钙钛矿光电转换层4、电子传输层5、调制层6和第二电极层8的厚度、材质、制备方法和制备条件与第二实施例中的钙钛矿太阳能电池各个膜层的厚度、材质、制备方法和制备条件相同的钙钛矿太阳能电池为第二对照组，其中，第二对照组中未设置保护层7。将第二对照组的钙钛矿太阳能电池与第二实施例的钙钛矿太阳能电池进行电学性能表征，测量并记录第二对照组的钙钛矿太阳能电池与第二实施例的钙钛矿太阳能电池在标准条件(STC)，且光照强度为一个标准太阳光(AM1.5G)时的短路电流密度Jsc，开路电压Voc及填充因子FF，且计算得到第二对照组的钙钛矿太阳能电池与第二实施例的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。第二对照组与第二实施例的对比结果如表2所示；
表2.第二对照组和第二实施例的性能测试结果
| Jsc(mA/cm2) | Voc(V) | FF(％) | 电池效率(％) | |
| 第二对照组 | 15.85 | 1.08 | 76.0 | 13.00 |
| 第二实施例 | 17.67 | 1.10 | 77.9 | 15.14 |
基于表2可知，在氧化锡层61的表面设置碳纳米管保护层后可有效的提高钙钛矿太阳能电池的短路电流密度Jsc和开路电压Voc，从而提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。
参考图8，图8为本申请又一实施例提供的一种钙钛矿太阳能叠层电池的结构示意图，该钙钛矿太阳能叠层电池，包括如上述任意一钙钛矿太阳能电池。
图8所示钙钛矿太阳能叠层电池以仅具有一个包括调制层6和保护层7的钙钛矿太阳能电池为例进行说明。在本实施例中以一晶硅异质结电池作为底电池，以另一包括调制层6和保护层7的钙钛矿太阳能电池作为顶电池为例进行说明。
在图8所示钙钛矿太阳能叠层电池中，将该晶硅异质结电池表面通过机械打磨方式磨制平整后作为具有调制层6和保护层7的钙钛矿太阳能电池的基底1，在该晶硅异质结电池表面通过溅射方法制备得到锡-铟氧化物层作为钙钛矿太阳能电池的第一电极层2，其中，锡-铟氧化物层的厚度为80nm；钙钛矿太阳能电池的空穴传输层3是将藻酸双酯钠水溶液用异丙醇按照1:3比例稀释后，采用刮刀涂布方法在第一电极层2上涂布薄膜且将涂布有薄膜的多个膜层放置在手套箱中在氮气氛围下退火处理得到的，其中，涂布速度为20mm/s，涂布温度为60℃，刮刀与第一电极层2的间距设置为50μm，退火时间为20min，退火温度为100℃；钙钛矿光电转换层4是基于甲酰溶剂和二甲基亚砜溶剂，配置得到质量分数为35％的甲脒溴基钙钛矿溶液后，在空穴传输层3上涂布该甲脒溴基钙钛矿溶液得到的甲脒溴基钙钛矿薄膜，将涂布有甲脒溴基钙钛矿薄膜的多个膜层放置在手套箱中在氮气氛围下退火处理得到的，其中，甲酰溶剂和二甲基亚砜溶剂的比例为95:5，刮刀的涂布速度为20mm/s，涂布温度为室温，刮刀与空穴传输层3的间距设置为50μm，退火时间为20min，退火温度为130℃；电子传输层5是将配置的浓度为15g/L的氯仿分散液涂布在钙钛矿光电转换层4的表面后，将涂布有氯仿层的多个膜层放置在在氮气氛围中自然干燥得到的，其中，刮刀的涂布速度为20mm/s，涂布温度为室温，刮刀与钙钛矿光电转换层4的间距设置为80μm，干燥时间为20min；基于原子层沉积的方法在电子传输层5的表面制备得到厚度为5nm的氧化锡层61作为调制层6，在调制层6的表面基于溶液法制备得到一层碳纳米管保护层作为保护层7，且该碳纳米管保护层是基于碳纳米管悬浮液作为旋涂液，在调制层6的表面旋涂制备得到的，其中，旋涂速度为3000rpm，旋涂时间60s，碳纳米管悬浮液中碳纳米管的直径范围为5-20nm；基于热蒸发的方法蒸镀得到厚度为60nm的金属电极层作为第二电极层8；在第二电极层8的表面通过热蒸发的方法蒸镀得到的金栅线10，该金栅线10的厚度为100nm，其中，该晶硅异质结电池包括：第一基底11、第三电极层12、第一空穴传输层13、第一光电转换层14、第一电子传输层15和第四电极层16。
可选的，以基底1、第一电极层2、空穴传输层3、钙钛矿光电转换层4、电子传输层5、调制层6和第二电极层8的厚度、材质、制备方法和制备条件与本实施例中的钙钛矿太阳能叠层电池的厚度、材质、制备方法和制备条件相同的钙钛矿太阳能叠层电池为第三对照组，本实施例的钙钛矿太阳能叠层电池作为第三实施例，其中，第三对照组中未设置保护层7。将第三对照组的钙钛矿太阳能叠层电池与第三实施例的钙钛矿太阳能叠层电池进行电学性能表征，测量并记录第三对照组的钙钛矿太阳能叠层电池与第三实施例的钙钛矿太阳能叠层电池在标准条件(STC)，且光照强度为一个标准太阳光(AM1.5G)时的短路电流密度Jsc，开路电压Voc及填充因子FF，且计算得到第三对照组的钙钛矿太阳能叠层电池与第三实施例的钙钛矿太阳能叠层电池的光电转换效率。第三对照组与第三实施例的对比结果如表3所示；
表3.第三对照组和第三实施例的性能测试结果
| Jsc(mA/cm2) | Voc(V) | FF(％) | 电池效率(％) | |
| 第三对照组 | 14.78 | 1.63 | 68.0 | 16.38 |
| 第三实施例 | 16.40 | 1.65 | 72.8 | 19.69 |
基于表3可知，在氧化锡层61的表面设置碳纳米管保护层后可有效的提高钙钛矿太阳能电池的短路电流密度Jsc和开路电压Voc，从而提高钙钛矿太阳能叠层电池的光电转换效率。
本实施例仅以钙钛矿太阳能叠层电池中具有一个包括保护层7的钙钛矿太阳能电池为例进行说明，而钙钛矿太阳能叠层电池可由两个均具有保护层7的钙钛矿太阳能电池组成。
基于上述可知，本申请提出了一种钙钛矿太阳能电池及其叠层电池，在该电池结构中，在电子传输层5的表面具有用于调制电子传输层5界面能级的调制层6，从而使得该调制层6能够提高电子传输层5与第二电极层8之间的电荷传输能力，优化电池的性能；在调制层6与电子传输层5之间具有用于提高调制层6与电子传输层5接触效果的接触层9；且在调制层6的表面具有用于保护调制层6的保护层7，避免在形成第二电极层8的过程中破坏调制层6，且该保护层7还可用于辅助传输电子，提高电子传输能力，进一步提高电池的光电转换性能。
本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
需要说明的是，在本申请的描述中，需要理解的是，附图和实施例的描述是说明性的而不是限制性的。贯穿说明书实施例的同样的附图标记标识同样的结构。另外，处于理解和易于描述，附图可能夸大了一些层、膜、面板、区域等厚度。同时可以理解的是，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在其他元件上或者可以存在中间元件。另外，“在…上”是指将元件定位在另一元件上或者另一元件下方，但是本质上不是指根据重力方向定位在另一元件的上侧上。
术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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的限制。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电池包括：
基底；
位于所述基底表面的第一电极层；
位于所述第一电极层背离所述基底一侧的空穴传输层；
位于所述空穴传输层背离所述第一电极层一侧的钙钛矿光电转换层；
位于所述钙钛矿光电转换层背离所述空穴传输层一侧的电子传输层；
位于所述电子传输层背离所述钙钛矿光电转换层一侧的调制层；
位于所述调制层背离所述电子传输层一侧的保护层；
位于所述保护层背离所述调制层一侧的第二电极层；
其中，所述调制层用于调制所述电子传输层的界面能级。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述保护层至少具有一层子保护层；
其中，所述子保护层包括：碳纳米管保护层、银纳米线保护层、石墨烯保护层和铜纳米线保护层中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述保护层具有多层所述子保护层，在垂直于所述基底的方向上，多层所述子保护层依次层叠设置在所述调制层表面；
其中，多层所述子保护层为不同所述子保护层。
4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述保护层包括：第一子保护层和第二子保护层；
在垂直于所述基底的方向上，所述第一子保护层和所述第二子保护层交替层叠设置在所述调制层表面；
其中，所述第一子保护层与所述第二子保护层为不同所述子保护层。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述保护层的厚度范围为2-200nm。
6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述调制层包括：氧化锡层。
7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述调制层的厚度范围为5-100nm。
8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：位于所述电子传输层与所述调制层之间的接触层，所述接触层用于提高所述电子传输层与所述调制层的接触效果。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述接触层的厚度范围为2～10nm。
10.一种钙钛矿太阳能叠层电池，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述钙钛矿太阳能电池。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202322075688.7U CN220441191U (zh) | 2023-08-03 | 2023-08-03 | 一种钙钛矿太阳能电池及其叠层电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322075688.7U CN220441191U (zh) | 2023-08-03 | 2023-08-03 | 一种钙钛矿太阳能电池及其叠层电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220441191U true CN220441191U (zh) | 2024-02-02 |
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ID=89697548
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202322075688.7U Active CN220441191U (zh) | 2023-08-03 | 2023-08-03 | 一种钙钛矿太阳能电池及其叠层电池 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN220441191U (zh) |
-
2023
- 2023-08-03 CN CN202322075688.7U patent/CN220441191U/zh active Active
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