[00138925]一种基于钛酸钡界面修饰层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

钙钛矿太阳能电池由于具有吸收系数大、吸收范围宽,转换效率高等优点在太阳能电池领域受到人们关注。研究表明,电子传输层与钙钛矿活性层的界面性质是阻碍钙钛矿太阳能电池效率提高的一个重要因素,因为界面的缺陷态会增加光生电子和空穴的复合。为了减小界面处的光生电荷的复合,一种有效的方法就是采用一些材料对电子传输层进行修饰,减少界面处的缺陷态,从而减少光生电荷的复合,进一步提高电池的转换效率。因此,为了进一步提高钙钛矿太阳能电池的转换效率,当务之急是寻找一种优良的电子传输层修饰材料,并应用于钙钛矿太阳电池。 本发明的目的是提供一种制备BaTiO3薄膜的制备方法,由本方法制备的BaTiO3薄膜作为电子传输层与钙钛矿活性层的界面修饰层,应用于钙钛矿太阳电池,减少了界面光生电子和空穴的复合,提高了钙钛矿电池的转换效率。将BaTiO3作为界面修饰层应用于钙钛矿太阳电池,可以有效减少光生电荷的复合,提高电池的光电转换效率。 利用BaTiO3对TiO2介孔层进行表面修饰。首先,将Ba（NO3）2溶液旋涂在TiO2介孔层表面合成BaTiO3修饰层,从而提升电池性能。其次,通过对比系列Ba（NO3）2浓度,得到其最佳浓度。最后,通过系统的测试和表征,探索分析BaTiO3对电池性能影响的机理。与无修饰层的钙钛矿电池的转换效率（16.13%）相比,基于BaTiO3修饰TiO2的电池转换效率提高到17.87%。 本发明与现有技术相比,具有以下优点： （1）本发明采用将前驱体Ba（NO3）2水溶液旋涂在TiO2介孔层上面制备BaTiO3界面修饰层。这种方法的优点：一是可以通过调节前驱体溶液的浓度精确控制界面修饰层的形貌、厚度等参数,优化太阳电池光电转换效率,获得最高转换效率对应的最佳前驱体溶液浓度;二是该制备方法操作简单,易于掌握,适合应用于大面积太阳能电池的制备。 （2）本发明制备的基于BaTiO3界面修饰层的钙钛矿太阳电池与无界面修饰层的钙钛矿太阳电池相比,电池转换效率得到有效提高,最高效率达到17.9%。 （3）本发明制备的基于BaTiO3界面修饰层能有效减小电子传输层与钙钛矿活性层界面处的光生电子和空穴的复合,提高太阳电池的短路电流、开路电压及填充因子。