本技術涉及太陽能電池，具體地，本技術涉及鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法以及光伏組件。

背景技術：

1、鈣鈦礦太陽能電池(psc)的快速發(fā)展標志著第三代光伏研究領域的革命，高效的有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池因優(yōu)異的光電屬性如：長的載流子擴散長度和高吸收系數(shù)等，已成為最有前途的吸光材料之一。在不斷地技術革新和器件優(yōu)化下，鈣鈦礦認證的光電轉換效率(pce)從3.8％上升至26.1％，因此鈣鈦礦太陽能電池成為晶硅太陽能電池最具優(yōu)勢的替代者。

2、在實際的大面積應用中，為了輸出更大的電壓，單個鈣鈦礦太陽能電池需要串聯(lián)連接。與傳統(tǒng)的太陽能電池一樣，當psc串聯(lián)在大面積模塊和面板中使用時，需要特別注意子電池受到反向偏壓的問題。這主要是因為在實際環(huán)境中，會有樹木、落葉、雪等外部因素遮擋住部分模塊單元，產生遮陽效果。對于模塊中的psc，被遮陽的子電池可能會受到其他照明良好的子電池提供的反向偏壓。這是因為照明良好的子電池產生的光電流會作為反向電流流入被遮住的子電池，導致其功率消耗和熱退化。這不僅會惡化整個面板的功率輸出，而且還可能產生局部熱擊穿，造成不可逆的損壞。

3、因此，目前的鈣鈦礦太陽能電池還需進一步改進。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題至少之一。

2、在本技術的第一方面，本技術提出了一種鈣鈦礦太陽能電池。根據本技術的實施例，所述鈣鈦礦太陽能電池包括：襯底；偶極子層，所述偶極子層設置在所述襯底的一側，所述偶極子層包括戊酸衍生物和六氟丙烷衍生物；鈣鈦礦層，所述鈣鈦礦層設置在所述偶極子層遠離所述襯底的一側；電極層，所述電極層設置在所述鈣鈦礦層遠離所述偶極子層的一側。因此，可以提高絕緣偶極子層的電荷收集率，提高光生電荷由鈣鈦礦層傳輸?shù)诫姌O層的效率，提高鈣鈦礦太陽能電池的光電轉化效率。

3、根據本技術的實施例，所述鈣鈦礦太陽能電池還可以進一步包括如下附加技術特征的至少之一：

4、根據本技術的實施例，所述偶極子層中所述戊酸衍生物與所述六氟丙烷衍生物的質量比為(5-10):(2-5)。由此，通過使戊酸衍生物與六氟丙烷衍生物的質量比在上述范圍內，可以在提高偶極子層絕緣性能的同時，提高偶極子層的電荷收取和傳輸效率，提高電池的光電轉換效率。

5、根據本技術的實施例，基于所述偶極子層的總質量，所述戊酸衍生物的質量占比為0.5％-1.5％，所述六氟丙烷衍生物的質量占比為0.1％-1％。由此，通過使戊酸衍生物的質量占比和六氟丙烷衍生物的質量占比分別在上述范圍內，能夠提高偶極子層的電荷收取和傳輸效率，提高電池的光電轉換效率。

6、根據本技術的實施例，所述偶極子層的厚度為4nm～6nm。由此，能夠提高戊酸衍生物和六氟丙烷衍生物的含量，進一步提高偶極子層的電荷收集率，提高鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率。

7、根據本技術的實施例，所述戊酸衍生物包括3-氨基戊酸、5-氨基戊酸、5-(二甲氨基)戊酸、5-氨基-5-氧戊酸、5-氨基戊酸鹽酸鹽、5-(二甲氨基)戊酸鹽酸鹽、5-氨基戊酸氫碘酸鹽、5-氨基戊酸乙酯鹽酸鹽、5-氨基-5-氧戊酸、5-苯甲?；焖?、5-(苯甲酰氨基)正戊酸或4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸中的至少一種。由此，上述種類的戊酸衍生物能夠促進偶極子層的形成，確保了偶極子層與鈣鈦礦層界面處的準歐姆接觸，促進鈣鈦礦太陽能電池從肖特基/pn級聯(lián)異質結類型變?yōu)閱蝹€pn異質結器件，降低了電子在傳輸過程中的損耗，提高電子的傳輸效率。

8、根據本技術的實施例，所述六氟丙烷衍生物包括2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-羧基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3,4-二甲苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-硝基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-甲基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-異氰酸苯基)六氟丙烷、2,2-二(3-氨基-4-羥苯基)六氟丙烷或2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基苯)]六氟丙烷的至少一種。由此，上述種類的六氟丙烷衍生物具有高度對稱性，能夠促進鈣鈦礦層的形成以及與偶極子層之間的緊密連接，避免鈣鈦礦被水解，提高鈣鈦礦層的穩(wěn)定性，同時能夠促進偶極子層的電荷收集效率。

9、根據本技術的實施例，所述鈣鈦礦太陽能電池進一步包括空穴傳輸層，所述空穴傳輸層設置在所述鈣鈦礦層遠離所述偶極子層的一側，所述戊酸衍生物包括3-氨基戊酸、5-氨基戊酸、5-(二甲氨基)戊酸、5-氨基-5-氧戊酸、5-氨基戊酸鹽酸鹽、5-(二甲氨基)戊酸鹽酸鹽、5-氨基戊酸氫碘酸鹽或5-氨基戊酸乙酯鹽酸鹽中的至少一種，所述六氟丙烷衍生物包括2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-羧基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3,4-二甲苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-硝基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-甲基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-異氰酸苯基)六氟丙烷、2,2-二(3-氨基-4-羥苯基)六氟丙烷或2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基苯)]六氟丙烷中的至少一種。由此，能夠促進無空穴(反式結構)的鈣鈦礦太陽能電池中偶極子層的形成，促進偶極子層的電荷收取和傳輸效率，提高無空穴(反式結構)的鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率。

10、根據本技術的實施例，所述鈣鈦礦太陽能電池進一步包括電子傳輸層，所述電子傳輸層設置在所述鈣鈦礦層遠離所述偶極子層的一側，所述戊酸衍生物包括5-氨基-5-氧戊酸、5-苯甲?；焖帷?-(苯甲酰氨基)正戊酸或4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸中的至少一種，所述六氟丙烷衍生物包括2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-羧基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3,4-二甲苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-硝基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-甲基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-異氰酸苯基)六氟丙烷、2,2-二(3-氨基-4-羥苯基)六氟丙烷或2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基苯)]六氟丙烷中的至少一種。由此，能夠促進無電子(正式結構)的鈣鈦礦太陽能電池中偶極子層的形成，促進偶極子層的電荷收取和傳輸效率，提高無電子(正式結構)的鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率。

11、根據本技術的實施例，所述鈣鈦礦層包括abx3，a包括fa+、ma+、cs+或dma+中的至少一種，b包括pb2+或sn2+中的至少一種，x包括i-、br-、cl-、scn-中的至少一種。由此，能夠形成鈣鈦礦層，可以吸收寬范圍的太陽光波長，高效地轉換光能為電能。

12、在本技術的第二方面，本技術提出了一種制備第一方面所述的鈣鈦礦太陽能電池的方法。根據本技術的實施例，所述方法包括：在襯底的一側形成偶極子層，所述偶極子層包括戊酸衍生物和六氟丙烷衍生物；在所述偶極子層遠離所述襯底的一側形成鈣鈦礦層；在所述鈣鈦礦層遠離所述偶極子層的一側形成電極層。由此，可以提高絕緣偶極子層的電荷收集率，提高光生電荷由鈣鈦礦層傳輸?shù)诫姌O層的效率，提高鈣鈦礦太陽能電池的光電轉化效率。

13、根據本技術的實施例，所述方法還可以進一步包括如下附加技術特征的至少之一：

14、根據本技術的實施例，形成所述偶極子層的方法包括：將所述戊酸衍生物、所述六氟丙烷衍生物和溶劑混合成漿料形成在所述襯底的一側，退火，以形成所述偶極子層。由此，在形成偶極子層的過程中加入六氟丙烷衍生物，可以提高偶極子層的電荷收集率，提高鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率。

15、根據本技術的實施例，基于所述漿料的總質量，所述戊酸衍生物的質量占比為0.5％-1％。由此，通過使戊酸衍生物的質量占比在上述范圍，能夠提高偶極子層的絕緣性。

16、根據本技術的實施例，基于所述漿料的總質量，所述六氟丙烷衍生物的質量占比為0.2％-0.5％。由此，通過使六氟丙烷衍生物的質量占比在上述范圍，能夠提高偶極子層中六氟丙烷衍生物的含量，提高偶極子層的電荷收集率。

17、根據本技術的實施例，所述溶劑包括異丙醇、甲醇、乙醇、二甲基亞砜(dmso)中的至少一種。由此，上述種類的溶劑有助于戊酸衍生物以及六氟丙烷衍生物的溶解。

18、根據本技術的實施例，所述退火的溫度為80℃～120℃的條件下進行的。由此，在上述溫度范圍內有利于鈣鈦礦結晶，提高鈣鈦礦薄膜質量。

19、根據本技術的實施例，所述退火的時間為5min～15min。由此，在上述時間范圍內有助于鈣鈦礦完成相轉變，即由β相轉變?yōu)棣料唷?/p>

20、在本技術的第三方面，本技術提出了一種光伏組件。根據本技術的實施例，所述光伏組件包括第一方面所述的鈣鈦礦太陽能電池。該光伏組件具有前述的鈣鈦礦太陽能電池所具有的全部特征以及優(yōu)點，在此不再贅述。總的來說，至少具有較高的光電轉換效率。

21、本技術的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術的實踐了解到。