半导体钙钛矿太阳能电池及其制备方法

摘要

半导体钙钛矿太阳能电池及其制备方法，本发明属于太阳能电池领域，解决现有钙钛矿太阳能电池材料昂贵、工艺复杂的问题，同时保持较高的光电转换效率。本发明的一种半导体钙钛矿太阳能电池，自下而上依次包括基底、导电层、空穴阻挡层、介孔电子收集层、介孔空穴收集层、介孔背电极层，其制备方法包括制备电极区、制备空穴阻挡层、制备介孔电子收集层、制备介孔空穴收集层、制备介孔背电极层和充斥钙钛矿吸光材料步骤；本发明的另一种半导体钙钛矿太阳能电池，增加了介孔绝缘层，其制备方法相应增加制备介孔绝缘层步骤。本发明解决了现有钙钛矿太阳能电池的材料昂贵、工艺复杂的问题；在电池的开路电压、短路电流和填充因子几方面都有提高。

主权项

一种半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：其自下而上依次包括基底(1)、导电层(2)、空穴阻挡层(3)、介孔电子收集层(4)、介孔空穴收集层(5)、介孔背电极层(6)；所述基底(1)表面覆盖导电层(2)，导电层(2)被刻蚀槽(2‑1)分成对电极区(2‑2)和工作电极区(2‑3)，所述空穴阻挡层(3)覆盖所述工作电极区(2‑3)表面，所述介孔电子收集层(4)位于空穴阻挡层(3)表面；所述介孔空穴收集层(5)位于介孔电子收集层(4)表面，部分介孔空穴收集层(5)位于所述刻蚀槽(2‑1)内，以将介孔背电极层(6)和介孔电子收集层(4)隔离，防止短路；所述介孔背电极层(6)为条形，位于介孔空穴收集层(5)表面，并与所述对电极区(2‑2)接触；所述基底为玻璃；导电层为氧化铟锡或者掺杂氟的SnO₂，氧化铟锡和基底构成氧化铟锡导电玻璃，掺杂氟的SnO₂和基底构成掺杂氟的SnO₂导电玻璃；空穴阻挡层(3)为致密二氧化钛层；介孔电子收集层(4)由二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒构成；介孔空穴收集层(5)由氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO₂纳米颗粒、CuGaO₂纳米颗粒或CuAlO₂纳米颗粒构成；介孔背电极层(6)由碳黑纳米颗粒、石墨粉和粘结剂混合构成；所述介孔电子收集层(4)的纳米颗粒之间和介孔空穴收集层(5)的纳米颗粒之间充斥钙钛矿吸光材料。