【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于太陽能電池，具體涉及一種底部鈍化的鈣鈦礦太陽能電池。
技術介紹
1、太陽能作為可再生能源的一種，是取之不盡、用之不竭、環保的理想能源，其潛在可利用的年發電量高達23000?tw。太陽能電池利用光生伏特效應，將太陽能直接轉化為電能，引起了能源界的高度關注，以滿足對可持續綠色和清潔能源日益增長的需求。現在市場上廣泛使用的是晶體硅太陽能電池，但經過幾十年的技術研發與產業化發展，其性能不斷提升并基本達到頂峰，可進步空間極小，而其純度必須達到99.9999%以上才能用于太陽能電池制造上，成本高昂。而鈣鈦礦太陽能電池（psc）的創紀錄功率轉換效率（pce）從過去的3.8%提升到目前的26%以上，可與商用硅太陽能電池相媲美。最重要的是，psc在易于制造和基于溶液的加工成本方面具有很大優勢。因此，進一步研究鈣鈦礦太陽能電池并推動其產業應用具有重要意義。
2、然而，在鈣鈦礦太陽能電池產業化應用過程中，為了提升其生產效率、降低單位面積生產成本，大面積制備psc是非常有必要的。然而在鈣鈦礦材料放大面積制備過程中，由于界面粘附力不足、內應力積累、機械損傷、薄膜材料缺陷數量等原因，鈣鈦礦層與襯底的剝離現象是一個常見的問題，這可能會嚴重影響器件的性能和穩定性。為應對這些挑戰，優化襯底表面處理工藝，增強界面粘附力，減少內應力的積累，以及提升底層的機械強度成為必要措施。此外，盡管鈣鈦礦薄膜表面的鈍化技術已日臻成熟，但鈣鈦礦薄膜底部的定向鈍化在實際操作中仍面臨諸多工藝難題。例如，簡單地將鈍化分子涂覆在襯底上時，這些分子容易在鈣鈦礦溶液制
3、針對這些問題，開發新型界面工程技術和材料，以增強鈍化效果并提高界面機械強度，是提升大面積pscs性能和穩定性的關鍵。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種底部鈍化的鈣鈦礦太陽能電池，從受光正面至受光背面依次包括：透明導電襯底、空穴傳輸層、納米晶混合鈍化層、鈣鈦礦吸光層、電子傳輸層和背電極；
2、所述底部納米晶混合鈍化層由絕緣氧化物和有機鈍化分子制成，絕緣氧化物和有機鈍化分子的質量比為3：1-1：3。
3、進一步地，所述絕緣氧化物為氧化硅、氧化鋁或氧化鋯，所述絕緣氧化物的粒徑為5-100?nm。
4、進一步地，所述有機鈍化分子為苯乙基碘化銨（peai）、4-氟苯乙基碘化銨（4f-peai）、4-氟苯乙基氯化銨（4f-peacl）、苯乙基氯化胺（peacl）、4-三氟甲基苯基氯化銨（cf3-pacl）、乙二胺碘（edadi）、三辛基氧膦（topo）、1-十八碳硫醇（odt）或三苯基膦（pph3）。
5、在本專利技術的一個實施例中，所述底部納米晶混合鈍化層由納米二氧化硅和4-氟苯乙基氯化銨（4f-peacl）制成，納米二氧化硅和4-氟苯乙基氯化銨（4f-peacl）的質量比為1：1。
6、進一步地，所述透明導電襯底為氧化銦錫（ito）襯底、氧化銦鎢（iwo）襯底、摻氟氧化錫（fto）襯底、氧化銦鋅（izo）襯底或摻鋁氧化鋅（azo）襯底。
7、進一步地，所述空穴傳輸層采用p型半導體材料制成，選自氧化鎳（niox）、氧化鉬（moo3）、氧化亞銅（cu2o）、碘化亞銅（cui）、酞菁銅（cupc）、硫氰酸亞銅（cuscn）、氧化還原石墨烯、聚[雙(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]（ptaa,?poly(triaryl?amine)）、?2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴（spiro-ometad）、聚3，4-乙撐二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸鹽（pedot:pss）、聚[雙(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]（ploy-tpd）、單分子層等一種或多種。
8、進一步地，所述鈣鈦礦吸光層采用鈣鈦礦材料abx3制成，其中：a選自甲脒離子（fa+）、甲胺離子（ma+）、銫離子（cs+）；b選自鉛離子（pb2+）、錫離子（sn2+）、鍺離子（ge2+）；x選自碘離子（i-）、溴離子（br-）、氯離子（cl-）。
9、進一步地，所述電子傳輸層采用n型半導體材料制成，選自富勒烯（c60）、石墨烯、富勒烯衍生物?[6,6]-苯基-c61-丁酸甲酯?(pcbm)、碳納米管等一種或多種。
10、進一步地，所述背電極可以是金屬電極或者金屬柵線電極。金屬柵線的材料可以采用金、鈀、銀、鈦、鉻、鎳、鋁、銅等金屬材料中的一種或者幾種組合制備；柵線電極的制備方法可以是真空蒸發、濺射、原子層沉積、3d打印，絲網印刷，噴墨打印等。
11、本專利技術的目的之二是提供上述底部鈍化的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，
12、提供透明導電襯底；
13、在透明導電襯底的上表面形成空穴傳輸層；
14、在空穴傳輸層的上表面形成納米晶混合鈍化層；
15、在底部納米晶混合鈍化層的上表面形成鈣鈦礦吸光層；
16、在鈣鈦礦吸光層的上表面形成電子傳輸層；
17、在電子傳輸層的上表面形成背電極。
18、進一步地，所述在空穴傳輸層的上表面形成納米晶混合鈍化層是將絕緣氧化物和有機鈍化分子溶解在溶劑中，然后采用刮涂法將其涂覆在空穴傳輸層上。
19、本專利技術的目的之三是提供一種光伏組件，包括至少一個電池串，所述電池串包括至少兩個上述的鈣鈦礦太陽能電池。
20、本專利技術采用納米氧化物顆粒和有機鈍化分子結合，兩者混合而成的底部納米晶鈍化方法可以增強底部的鈍化吸附作用，增大鈍化面積，提供更多結合位點，有效緩解底部內應力，增強機械粘附力，避免剝離現象的發生，提升光電轉換效率。將該方法應用在0.049cm2有效面積的鈣鈦礦太陽能電池的制備中，光電轉換效率由23.02?%提升至25.48?%。此外，當該方法應用于大面積組件制備時，也在20.25?cm2的有效面積上獲得了20.28?%的光電轉換效率。
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1.一種鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，從受光正面至受光背面依次包括：透明導電襯底、空穴傳輸層、納米晶混合鈍化層、鈣鈦礦吸光層、電子傳輸層和背電極；
2.?根據權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述絕緣氧化物為氧化硅、氧化鋁或氧化鋯，所述絕緣氧化物的粒徑為5-100?nm。
3.根據權利要求2所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述有機鈍化分子為PEAI、4F-PEAI、4F-PEACl、PEACl、CF3-PACl、EDADI、TOPO、ODT或PPh3。
4.根據權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述透明導電襯底為氧化銦錫襯底、氧化銦鎢襯底、摻氟氧化錫襯底、氧化銦鋅襯底或摻鋁氧化鋅襯底。
5.根據權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層采用p型半導體材料制成。
6.根據權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦吸光層采用鈣鈦礦材料ABX3制成，其中：A選自甲脒離子、甲胺離子、銫離子；B選自鉛離子、錫離子、鍺離子；X選自碘離子、溴離子、氯離子。
7.根
8.權利要求1-7任一項所述的鈍化的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述在空穴傳輸層的上表面形成納米晶混合鈍化層是將絕緣氧化物和有機鈍化分子溶解在溶劑中，然后采用刮涂法將其涂覆在空穴傳輸層上。
10.一種光伏組件，其特征在于，包括：至少一個電池串，所述電池串包括至少兩個權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池。
...【技術特征摘要】
1.一種鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，從受光正面至受光背面依次包括：透明導電襯底、空穴傳輸層、納米晶混合鈍化層、鈣鈦礦吸光層、電子傳輸層和背電極；
2.?根據權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述絕緣氧化物為氧化硅、氧化鋁或氧化鋯，所述絕緣氧化物的粒徑為5-100?nm。
3.根據權利要求2所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述有機鈍化分子為peai、4f-peai、4f-peacl、peacl、cf3-pacl、edadi、topo、odt或pph3。
4.根據權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述透明導電襯底為氧化銦錫襯底、氧化銦鎢襯底、摻氟氧化錫襯底、氧化銦鋅襯底或摻鋁氧化鋅襯底。
5.根據權利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層采用p型...
【專利技術屬性】
技術研發人員：譚海仁，歐文楠，聞瑾，劉宇軒，李祿東，
申請(專利權)人：南京大學，
類型：發明
國別省市：
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