本申请涉及太阳电池领域,尤其涉及一种太阳电池及其制备方法、光伏组件。
背景技术:
1、钙钛矿太阳电池是一种将太阳能转换为电能的器件,其具有良好的光电特性,且器件结构简单、制造成本低。
2、在钙钛矿太阳电池中,空穴传输层对太阳电池的光电转换性能有着重要的作用。空穴修饰层是一层含有自组装单分子材料的薄膜,能够提高空穴传输层性能。但是目前,由于自组装单分子材料在空穴传输层表面不可避免的不完美堆积,空穴修饰层将不可避免的产生缺陷。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本申请公开了一种太阳电池及其制备方法、光伏组件,以提高空穴修饰层的成膜均匀性,减少空穴修饰层的缺陷,从而提高太阳电池的性能。
2、第一个方面,本申请提供了一种太阳电池,包括基底以及依次设置在基底上的空穴传输层、空穴修饰层和钙钛矿层,其中,所述空穴修饰层位于所述空穴传输层和所述钙钛矿层之间;所述空穴修饰层包括式(ⅰ)所示化合物和自组装单分子材料,所述自组装单分子材料包括式(ⅱ)所示化合物和式(ⅲ)所示化合物中的至少一种,
3、、、,
4、其中,2≤n≤5,2≤x≤4,2≤y≤4。
5、在本申请的一些实施方案中,式(ⅰ)所示化合物在所述空穴修饰层中的质量百分含量为a,30%≤a≤70%,式(ⅱ)所示化合物在所述空穴修饰层中的质量百分含量为b,30%≤b≤70%。
6、在本申请的一些实施方案中,0.4≤a/b≤2.5。
7、在本申请的一些实施方案中,0.6≤a/b≤0.9。
8、在本申请的一些实施方案中,所述自组装单分子材料的接触角为33°~55°。
9、在本申请的一些实施方案中,所述空穴修饰层的表面均方根(root mean square,rms)粗糙度不大于1nm。
10、在本申请的一些实施方案中,所述自组装单分子材料选自以下化合物中的至少一种:
11、、、、
12、、、。
13、在本申请的一些实施方案中,所述太阳电池的尺寸不小于50mm×50mm。
14、在本申请的一些实施方案中,所述太阳电池包括钙钛矿叠层太阳电池,所述基底包括底电池和层叠设置在所述底电池上的复合层,所述空穴传输层、所述空穴修饰层和所述钙钛矿层依次堆叠于所述复合层上,所述复合层朝向所述空穴传输层的一侧表面具有绒面结构。
15、在本申请的一些实施方案中,所述钙钛矿层上还依次堆叠有电子传输层、缓冲层、第一透明电极层和减反射层。
16、第二个方面,本申请提供一种如第一个方面所述的太阳电池的制备方法,包括以下步骤:
17、提供所述基底,并在所述基底的复合层的表面制备空穴传输层,所述空穴传输层中包括氧化镍;
18、将第一溶液涂布在所述空穴传输层表面,形成所述空穴修饰层,所述第一溶液中含有式(ⅰ)所示化合物和自组装单分子材料,所述自组装单分子材料包括式(ⅱ)所示化合物和式(ⅲ)所示化合物中的至少一种;
19、在所述空穴修饰层的表面依次制备其他功能层,所述其他功能层至少包括钙钛矿层、电子传输层和第一透明电极层。
20、在本申请的一些实施方案中,所述第一溶液中,式(ⅰ)所示化合物和所述自组装单分子材料的质量比为0.4~2.5∶1。
21、在本申请的一些实施方案中,所述第一溶液中,式(ⅰ)所示化合物和所述自组装单分子材料的质量比为0.6~0.9∶1。
22、在本申请的一些实施方案中,所述空穴修饰层的制备过程包括:
23、将所述第一溶液旋涂在所述空穴传输层表面,经退火后得到所述空穴修饰层,其中,旋涂转速为3000rpm~5000rpm,旋涂时间20s~40s,退火温度为80℃~120℃,退火时间为8min~12min。
24、在本申请的一些实施方案中,所述制备方法还包括:
25、在所述空穴修饰层的表面次制备钙钛矿层、电子传输层、缓冲层、第一透明电极层和减反射层。
26、第三个方面,本申请提供一种光伏组件,所述光伏组件包括如第一个方面所述的太阳电池,或者,所述光伏组件包括如第二个方面所述的制备方法制备的太阳电池。
27、与现有技术相比,本申请至少具有如下有益效果:
28、本申请提供的一种太阳电池及其制备方法、光伏组件,其中太阳电池的空穴修饰层包括式(ⅰ)所示化合物和自组装单分子材料,自组装单分子材料包括式(ⅱ)所示化合物和式(ⅲ)所示化合物中的至少一种,在上述式(ⅰ)所示化合物和自组装单分子材料的共同作用下,能够使空穴修饰层对空穴传输层的界面修饰能力和钝化能力大幅提高,从而提高钙钛矿太阳电池的光电转换效率等性能。
1.一种太阳电池,其特征在于,包括基底以及依次设置在基底上的空穴传输层、空穴修饰层和钙钛矿层,其中,所述空穴修饰层位于所述空穴传输层和所述钙钛矿层之间;
2.根据权利要求1所述的太阳电池,其特征在于,式(ⅰ)所示化合物在所述空穴修饰层中的质量百分含量为a,30%≤a≤70%,式(ⅱ)所示化合物在所述空穴修饰层中的质量百分含量为b,30%≤b≤70%。
3.根据权利要求2所述的太阳电池,其特征在于,0.4≤a/b≤2.5。
4.根据权利要求2所述的太阳电池,其特征在于,0.6≤a/b≤0.9。
5.根据权利要求1~4任一项所述的太阳电池,其特征在于,所述自组装单分子材料的接触角为33°~55°。
6.根据权利要求1所述的太阳电池,其特征在于,所述空穴修饰层的表面rms粗糙度不大于1nm。
7.根据权利要求1所述的太阳电池,其特征在于,所述自组装单分子材料选自以下化合物中的至少一种:
8.根据权利要求1~4任一项所述的太阳电池,其特征在于,所述太阳电池的尺寸不小于50mm×50mm。
9.根据权利要求8所述的太阳电池,其特征在于,所述太阳电池包括钙钛矿叠层太阳电池,所述基底包括底电池和层叠设置在所述底电池上的复合层,所述空穴传输层、所述空穴修饰层和所述钙钛矿层依次堆叠于所述复合层上,所述复合层朝向所述空穴传输层的一侧表面具有绒面结构。
10.根据权利要求9所述的太阳电池,其特征在于,所述钙钛矿层上还依次堆叠有电子传输层、缓冲层、第一透明电极层和减反射层。
11.一种如权利要求1~10任一项所述的太阳电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述第一溶液中,式(ⅰ)所示化合物和所述自组装单分子材料的质量比为0.4~2.5∶1。
13.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述第一溶液中,式(ⅰ)所示化合物和所述自组装单分子材料的质量比为0.6~0.9∶1。
14.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述空穴修饰层的制备过程包括:
15.根据权利要求11~14任一项所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括:
16.一种光伏组件,其特征在于,所述光伏组件包括权利要求1~10任一项所述的太阳电池,或者,所述光伏组件包括权利要求11~15任一项所述的制备方法制备的太阳电池。
