以MoO3/PEDOT:PSS薄膜作為空穴傳輸層的鈣鈦礦光伏電池及其制備方法。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種MoO3/PEDOT:PSS薄膜作為空穴傳輸層的鈣鈦礦光伏電池及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種以MoO3/PEDOT:PSS薄膜作為空穴傳輸層的鈣鈦礦光伏電池，其特征在于，電池由下到上依次包括透明導(dǎo)電襯底、MoO3/PEDOT:PSS空穴傳輸層、鈣鈦礦光敏層、電子傳輸層和反射電極。

進(jìn)一步的，上述方案中，所述的透明導(dǎo)電襯底為沉積有ITO、FTO、AZO的玻璃襯底或者柔性襯底。

進(jìn)一步的，上述方案中，所述的光伏電池使用MoO3/PEDOT:PSS作為空穴傳輸層。

進(jìn)一步的，上述方案中，所述的鈣鈦礦光敏層為CH3NH3PbI3、CH3NH3PbI3-xClx、CH3NH3PbBr3、CsPbI3、CsPbI3-xClx、CsPbBr3中的一種。

進(jìn)一步的，上述方案中，所述的電子傳輸層為C60、C70、PCBM中的一種，作為改進(jìn)，在制備電子傳輸層上繼續(xù)制備一層Bphen、BCP、AlQ3中的一種作為電極修飾層。

進(jìn)一步的，上述方案中，所述的反射電極為Al電極、Ag電極或者Au電極中的一種。

傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能由于制備流程復(fù)雜、硬件設(shè)備投資高，使得電池成本高，限制了更大規(guī)模的應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的采用原位聚合或機(jī)械混合法制得的有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合熱電材料，存在著無(wú)機(jī)納米顆粒難分散、易氧化、粒徑大小難以控制以及無(wú)機(jī)相添加量過(guò)大（通常>。因此，開(kāi)發(fā)新型低成本太陽(yáng)能電池具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。選用制備工藝簡(jiǎn)單的新型電荷選擇性材料（PEDOT:PSS（聚(3,4-亞乙二氧基s吩)-聚（b乙烯磺酸））與晶硅基片形成非摻雜的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，可以避免摻雜所需要的高溫工藝，有望獲得低成本的硅基異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。

但是這類(lèi)異質(zhì)結(jié)電池存在PEDOT:PSS材料本身空穴遷移率低，PEDOT:PSS/硅接觸面性能差，以及硅/金屬電極接觸電阻高等問(wèn)題，限制了電池轉(zhuǎn)換效率的提高。其缺點(diǎn)主要是由于PEDOT本身不溶不熔的性質(zhì)而不能單獨(dú)成膜，要加入PSS形成分散液后方能采用物理涂覆法。針對(duì)這一些列問(wèn)題，蘭州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院彭尚龍團(tuán)隊(duì)采用PEDOT:PSS材料改性、光吸收改善、硅納米陷光結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑、硅表面鈍化和硅/金屬界面接觸電阻降低等策略，實(shí)現(xiàn)電池轉(zhuǎn)換效率提升和成本降低，取得了一系列研究成果。

?PEDOT:PSSHTL

PEDOT:PSS HTL在器件中主要起著收集和傳輸來(lái)自鈣鈦礦光吸收層的空穴的作用[6]。上述導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理是建立在無(wú)機(jī)半導(dǎo)體價(jià)帶理論基礎(chǔ)之上的，雖然能夠很好的解釋導(dǎo)電聚合物的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但是是否完全真實(shí)反映了導(dǎo)電聚合物的機(jī)理尚待進(jìn)一步研究。盡管PEDOT:PSS HTL具有透光率優(yōu)異和制備工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn), 但是依然存在兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題[7, 8, 9, 10, 11]有待進(jìn)一步解決。其一, PEDOT:PSS HTL的導(dǎo)電性能相對(duì)較弱, 在其內(nèi)部電荷無(wú)法地傳輸, 導(dǎo)致HTL和鈣鈦礦層界面處出現(xiàn)電荷累積, 加大了器件的漏電流[7]; 其二, PEDOT:PSS HTL表面缺少鈣鈦礦形核和生長(zhǎng)的有利位置以及存在鈣鈦礦溶液的潤(rùn)濕性問(wèn)題, 較難獲得晶粒尺寸大且覆蓋率高的鈣鈦礦層[8, 11]。為此, 研究人員嘗試引入添加劑對(duì)PEDOT:PSS HTL進(jìn)行修飾。目前已有少量的添加劑用于PEDOT:PSS HTL, 如二甲j亞砜(DMSO)[7]、聚氧h乙烯(PEO)[9]、甲磺酸(MSA)[10]和氧化石墨(GO)[11], 這些添加劑解決上述兩個(gè)問(wèn)題的側(cè)重點(diǎn)有所不同。例如, DMSO主要是提升PEDOT:PSS HTL的導(dǎo)電性能, 其原因在于DMSO能弱化PEDOT分子鏈和PSS分子鏈之間的交互作用, 進(jìn)而促使PEDOT富集相的形成; GO主要是通過(guò)改善鈣鈦礦溶液在PEDOT:PSS HTL表面的潤(rùn)濕性, 達(dá)到降低鈣鈦礦非均勻形核能的目的。然而, 目前鮮有同時(shí)將兩種不同功能的添加劑用于修飾PEDOT:PSS HTL的報(bào)道。此外, 超級(jí)電容器和導(dǎo)電薄膜等領(lǐng)域的研究表明, 具有獨(dú)特電學(xué)和機(jī)械性能的碳納米管(CNTs)能改進(jìn)PEDOT:PSS膜的導(dǎo)電性能[12, 13]。同樣值得借鑒的是Zhang等[14]的研究工作, 他們發(fā)現(xiàn)將CNTs摻入鈣鈦礦層能促進(jìn)晶粒的生長(zhǎng)。

從鎳錳鈷(NMC)正極材料中提取粒子，并用一種叫做PEDOT的含硫聚合物將其包裹起來(lái)。當(dāng)電池充放電時(shí)，這種聚合物為正極提供一層保護(hù)，使其免受電池電解質(zhì)的傷害。

傳統(tǒng)涂層只保護(hù)μm大小的正極粒子表面，使其內(nèi)部容易開(kāi)裂。但PEDOT涂層能夠穿透正極粒子的內(nèi)部，增加了額外的屏蔽層。

此外，PEDOT聚合物在阻止正極材料和電解質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，還可以讓鋰離子和電子的傳輸作用?？梢蕴岣唠姵氐碾娮雍碗x子導(dǎo)電性，同時(shí)提高電池的安全性和循環(huán)性能。

這種涂層基本上對(duì)所有電池工過(guò)程和化學(xué)過(guò)程都很友好，同時(shí)解決對(duì)可能導(dǎo)致電池退化或故障的反應(yīng)的問(wèn)題。PEDOT涂層還能在很大程度上防止另一種導(dǎo)致電池正極失活的反應(yīng)，就是防止鋰枝晶的產(chǎn)生。