太阳能电池及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能电池，特别是涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、钙钛矿太阳能电池具有载流子扩散长度长、带隙可调节和吸光系数高等特点，而且兼容多种制备方式、制备方式简便，受到了广泛关注，被认为是有望替代传统晶硅光伏电池的第三代光伏电池。

2、然而，在制备钙钛矿薄膜的过程中，由前驱体内非化学计量比、薄膜退火温度与湿度等造成的不可控的成核、结晶生长速率往往会在钙钛矿薄膜内部及界面滋生大量的缺陷，而这些缺陷会捕获光生载流子造成电荷复合，同时为外部水分、氧气的侵蚀提供通道，从而严重破坏了钙钛矿太阳能电池的器件性能。由于界面上的缺陷数量要远高于钙钛矿薄膜本身缺陷，传统技术在钙钛矿电池制备过程中常需引入钝化层来钝化界面缺陷，以减少非辐射复合损失。但是，引入的界面修饰层会阻碍界面处的载流子的提取和传输。

技术实现思路

1、基于此，本申请实施例提供一种能够钝化钙钛矿层界面缺陷且制备工艺简单的太阳能电池及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括层叠设置的透明导电层、钙钛矿层、电子传输层和对电极，所述电子传输层中掺杂有含碘胺盐钝化剂。

3、在一些实施方式中，所述含碘胺盐钝化剂在所述电子传输层中的质量占比为1%~10%。

4、在一些实施方式中，所述含碘胺盐钝化剂包括edai2、pdadi、fai和peai中的至少一种。

5、在一些实施方式中，所述电子传输层的材料包括c60、pc61bm和pc71bm中的至少一种。

6、在一些实施方式中，所述电子传输层的厚度为10nm~50nm。

7、在一些实施方式中，所述钙钛矿层的材料包括通式为abx3的至少一种化合物，其中a包括cs+、rb+、ma+和fa+中的至少一种；b包括pb2+、cu2+、zn2+、ga2+、sn2+和ca2+中的至少一种；x包括i-、br-、cl-、f-和scn-中的至少一种。

8、可选地，所述钙钛矿层的材料包括faxcs1-xpbi3，x=0.85~1。

9、在一些实施方式中，所述太阳能电池还包括空穴传输层和缓冲层；

10、所述空穴传输层位于所述钙钛矿层和所述透明导电层之间；

11、所述缓冲层位于所述电子传输层和所述对电极之间。

12、第二方面，本申请提供一种太阳能电池的制备方法，所述制备方法包括：

13、依次形成透明导电层、钙钛矿层、电子传输层和对电极；

14、所述电子传输层中包含有含碘胺盐钝化剂。

15、在一些实施方式中，采用溶液法形成所述电子传输层，包括：

16、制备包含电子传输层材料和含碘胺盐钝化剂的前驱液；

17、将所述前驱液涂覆在所述钙钛矿层上形成所述电子传输层。

18、在一些实施方式中，所述前驱液中所述电子传输层材料的质量浓度为10mg/ml~30mg/ml。

19、在一些实施方式中，所述前驱液中所述含碘胺盐钝化剂的质量浓度为0.1mg/ml~3mg/ml。

20、与传统技术相比，本申请至少具有如下有益效果：

21、本申请直接在太阳能电池的电子传输层中掺杂含碘胺盐钝化剂，就能够实现对钙钛矿层进行界面缺陷钝化，含碘胺盐钝化剂掺杂在电子传输层中，能够自主选择性锚定于钙钛矿层的上界面并钝化其表面的缺陷，增加载流子扩散长度并削弱载流子提取势垒，增强界面载流子提取能力，从而提升器件性能和稳定性。而且本申请制备过程中节省了额外制备钝化层的步骤，简化制备工序，提升了器件制备效率。

技术特征：

1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括层叠设置的透明导电层、钙钛矿层、电子传输层和对电极，所述电子传输层中掺杂有含碘胺盐钝化剂。

2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述含碘胺盐钝化剂在所述电子传输层中的质量占比为1%~10%。

3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述含碘胺盐钝化剂包括edai2、pdadi、fai和peai中的至少一种。

4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层的材料包括c60、pc61bm和pc71bm中的至少一种。

5.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层的厚度为10nm~50nm。

6.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿层的材料包括通式为abx3的至少一种化合物，其中a包括cs+、rb+、ma+和fa+中的至少一种；b包括pb2+、cu2+、zn2+、ga2+、sn2+和ca2+中的至少一种；x包括i-、br-、cl-、f-和scn-中的至少一种；

7.如权利要求1-6任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括空穴传输层和缓冲层；

8.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，采用溶液法形成所述电子传输层，包括：

10.如权利要求9所述的制备方法，特征在于，所述前驱液中所述电子传输层材料的质量浓度为10mg/ml~30mg/ml；

技术总结
本申请属于太阳能电池技术领域，提供一种太阳能电池及其制备方法，太阳能电池包括层叠设置的透明导电层、钙钛矿层、电子传输层和对电极，电子传输层中掺杂有含碘胺盐钝化剂。本申请在电子传输层中掺杂含碘胺盐钝化剂，既能够实现钙钛矿层界面钝化，从而提升器件性能和稳定性。而且制备过程中，直接将含碘胺盐钝化剂引入电子传输层中，简化制备工序，提升了器件制备效率。

技术研发人员：边红聿,吴佳汶,王鑫,李佳辉,张学玲,冯志强
受保护的技术使用者：天合光能股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/29