本發(fā)明涉及太陽能電池，尤其涉及一種鈣鈦礦太陽能電池。

背景技術：

1、目前反式鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸層通常采用真空熱蒸鍍c60、旋涂pcbm或者原子層沉積sno2的方法。但真空蒸鍍和原子層沉積技術復雜，需要真空設備，價格昂貴。且原子層沉積sno2的過程中氧源帶來的水分子侵入鈣鈦礦層易造成分解，錫源帶來的sn原子會打亂鈣鈦礦中原子本來的化學鍵。針對上述問題，如果采用溶液法可以很大程度上降低成本，避免使用高昂的真空設備。此外，溶液法通常在較低的溫度下進行，尤其是對無法承受高溫的柔性基底是一個重要的優(yōu)勢，且操作簡易更適用于大規(guī)?；a。但是目前能夠采用溶液法制備的材料pcbm仍然存在價格昂貴，在空氣中暴露時穩(wěn)定性差的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鈣鈦礦太陽能電池。本發(fā)明所述鈣鈦礦太陽能電池能夠實現(xiàn)溶液法制備電子傳輸層，且能夠滿足性能要求。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

3、本發(fā)明提供了一種鈣鈦礦太陽能電池，包括依次層疊設置的導電基底、空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層和電極層；

4、所述電子傳輸層的材料為無機金屬氧化物納米顆粒；

5、所述電子傳輸層通過溶液法制備得到；

6、所述鈣鈦礦層和電子傳輸層之間還包括界面緩沖層，所述界面緩沖層的材料為第一有機材料；和/或所述電子傳輸層的材料還包括第二有機材料；

7、所述第一有機材料和第二有機材料獨立的包括有機聚合物和/或有機小分子材料；

8、所述有機聚合物包括聚三苯胺、聚[雙(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、聚碳酸酯、聚乙烯亞胺、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基二烯丙基氯化胺、聚[(9,9-二(3'-(n,n-二甲氨基)丙基)-2,7-芴)-2,7-(9,9-二辛基芴)]、聚苯胺、聚噻吩、聚芴和聚(3-己基噻吩-2,5-二基)中的一種或幾種；

9、所述有機小分子材料包括n型有機半導體材料；所述n型有機半導體材料包括2,9-雙(3-((3-(二甲基氨基)丙基)氨基)丙基)-3,3'-(1,3,8,10-四蒽酮并[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']二異喹啉、紅菲咯啉、1,3,5-三(1-苯基-1h-苯并咪唑-2-基)苯、1,3,5-三(3-吡啶基-3-苯基)苯、2,4,6-三[3-(二苯基膦氧基)苯基]-1,3,5-三唑、2,4,6-三(1,1'-聯(lián)苯基)-1,3,5-三嗪和浴銅靈中的一種或幾種。

10、優(yōu)選的，所述鈣鈦礦層和界面緩沖層之間還設置有胺類化合物分子處理層，或所述鈣鈦礦層和電子傳輸層之間還設置有胺類化合物分子處理層。

11、優(yōu)選的，所述胺類化合物分子處理層的制備方法包括以下步驟：

12、將胺類化合物分子和溶劑混合，得到混合液；或將胺類化合物分子、有機材料和溶劑混合，得到混合液；

13、將所述混合液涂覆在所述鈣鈦礦層的表面后，成膜，得到所述胺類化合物分子處理層。

14、優(yōu)選的，所述胺類化合物分子包括甲胺碘、甲胺氯、甲胺溴、甲脒碘、甲脒氯、甲脒溴、3-甲硫基-1-丙胺碘、3-甲硫基-1-丙胺氯、3-甲硫基-1-丙胺溴、丁胺碘、丁胺氯、丁胺溴、丙二胺碘、丙二胺氯、丙二胺溴、乙二胺碘、乙二胺氯、乙二胺溴、苯甲胺碘、苯甲胺氯、苯甲胺溴、苯乙胺碘、苯乙胺氯、苯乙胺溴、甲氧基苯甲胺碘、甲氧基苯甲胺氯、甲氧基苯甲胺溴、甲氧基苯乙胺碘、甲氧基苯乙胺氯和甲氧基苯乙胺溴的一種或幾種；

15、所述溶劑包括異丙醇、氯苯和n,n-二甲基甲酰胺的一種或幾種；

16、所述混合液中胺類化合物分子的濃度為5～20mmol/l；

17、所述涂覆的方式為旋涂，所述旋涂的轉速為800～5000rpm，時間為10～120s；

18、所述成膜的方式為直接成膜或退火成膜，所述退火成膜的溫度為80～150℃，時間為5～10min。

19、優(yōu)選的，所述界面緩沖層的制備方法包括以下步驟：

20、將第一有機材料與溶劑混合，將得到的混合液進行旋涂，得到所述界面緩沖層。

21、優(yōu)選的，所述混合液中第一有機材料的濃度為1～5mg/ml；

22、所述旋涂的轉速為800～6000rpm，時間為5～120s。

23、優(yōu)選的，當所述電子傳輸層的材料還包括第二有機材料時，所述無機金屬氧化物納米顆粒與第二有機材料的質量比為(5～20):(2～5)。

24、優(yōu)選的，所述電子傳輸層的制備方法包括以下步驟：

25、將無機金屬氧化物納米顆粒與溶劑混合，得到混合液；或將無機金屬氧化物納米顆粒、第二有機材料和溶劑混合，得到混合液；

26、將所述混合液進行旋涂后，成膜，得到所述電子傳輸層。

27、優(yōu)選的，所述溶劑包括異丙醇、乙醇、甲醇、氯仿、乙腈和乙酸乙酯中的一種或幾種；

28、所述混合液中無機金屬氧化物納米顆粒的質量濃度為5～20％；

29、所述混合液中第二有機材料的質量濃度為2～5％。

30、優(yōu)選的，所述旋涂的轉速為4000～6000rpm，時間為30s；

31、所述成膜的方式為直接成膜或退火成膜，所述退火成膜的溫度為80～150℃，時間為1～30min。

32、本發(fā)明提供了一種鈣鈦礦太陽能電池，一種鈣鈦礦太陽能電池，包括依次層疊設置的導電基底、空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層和電極層；所述電子傳輸層的材料為無機金屬氧化物納米顆粒；所述電子傳輸層通過溶液法制備得到；所述鈣鈦礦層和電子傳輸層之間還包括界面緩沖層，所述界面緩沖層的材料為第一有機材料；和/或所述電子傳輸層的材料還包括第二有機材料；所述第一有機材料和第二有機材料獨立的包括有機聚合物和/或有機小分子材料；所述有機聚合物包括聚三苯胺、聚[雙(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、聚碳酸酯、聚乙烯亞胺、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基二烯丙基氯化胺、聚[(9,9-二(3'-(n,n-二甲氨基)丙基)-2,7-芴)-2,7-(9,9-二辛基芴)]、聚苯胺、聚噻吩、聚芴和聚(3-己基噻吩-2,5-二基)中的一種或幾種；所述有機小分子材料包括n型有機半導體材料；所述n型有機半導體材料包括2,9-雙(3-((3-(二甲基氨基)丙基)氨基)丙基)-3,3'-(1,3,8,10-四蒽酮并[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']二異喹啉、紅菲咯啉、1,3,5-三(1-苯基-1h-苯并咪唑-2-基)苯、1,3,5-三(3-吡啶基-3-苯基)苯、2,4,6-三[3-(二苯基膦氧基)苯基]-1,3,5-三唑、2,4,6-三(1,1'-聯(lián)苯基)-1,3,5-三嗪和浴銅靈中的一種或幾種。

33、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下：

34、1)本發(fā)明所述鈣鈦礦太陽能電池能夠實現(xiàn)溶液法制備電子傳輸層，避免了采用復雜的真空蒸鍍和原子層沉積技術，對儀器要求更低，更節(jié)約原材料，使得成本更低，更能發(fā)揮出鈣鈦礦材料易于加工的優(yōu)勢；

35、2)本發(fā)明通過選擇合適的界面緩沖層中的第一有機材料，和/或在電子傳輸層中的無機金屬氧化物納米顆粒中摻入第二有機材料，可以填充無機金屬氧化物納米顆粒形成的空隙，緩解氧空位缺陷，在鈣鈦礦表面形成致密、穩(wěn)定的保護層。并有效鈍化鈣鈦礦表面和晶界的缺陷(如未配位的離子或懸掛鍵)，在鈣鈦礦上表面形成一層鈍化層，從而減少非輻射復合中心，提高載流子壽命。還可以使所述電子傳輸層的材料更偏n型，與鈣鈦礦層能夠更好的匹配；

36、3)本發(fā)明所述電子傳輸層的材料選用無機金屬氧化物納米顆粒，由于所述無機金屬氧化物納米顆粒導電性更好，有更高的電子遷移率，器件電阻更小，改善器件的填充因子和光電轉換效率。此外，無機金屬氧化物納米顆粒在熱、光、空氣和濕度等外界因素下也具有更好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。