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。

進一步的，上述方案中，所述的透明導電襯底為沉積有ITO、FTO、AZO的玻璃襯底或者柔性襯底。

進一步的，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，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械混合法制得的有機/無機復(fù)合熱電材料，存在著無機納米顆粒難分散、易氧化、粒徑大小難以控制以及無機相添加量過大（通常>。因此，開發(fā)新型低成本太陽能電池具有重要的實際應(yīng)用價值。選用制備工藝簡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)太陽能電池。

但是這類異質(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題，限制了電池轉(zhuǎn)換效率的提高。其缺點主要是由于PEDOT本身不溶不熔的性質(zhì)而不能單獨成膜，要加入PSS形成分散液后方能采用物理涂覆法。針對這一些列問題，蘭州大學物理科學與技術(shù)學院彭尚龍團隊采用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自鈣鈦礦光吸收層的空穴的作用[6]。上述導電聚合物的導電機理是建立在無機半導體價帶理論基礎(chǔ)之上的，雖然能夠很好的解釋導電聚合物的實驗現(xiàn)象，但是是否完全真實反映了導電聚合物的機理尚待進一步研究。盡管PEDOT:PSS HTL具有透光率優(yōu)異和制備工藝簡單等優(yōu)點, 但是依然存在兩個關(guān)鍵問題[7, 8, 9, 10, 11]有待進一步解決。其一, PEDOT:PSS HTL的導電性能相對較弱, 在其內(nèi)部電荷無法地傳輸, 導致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的有利位置以及存在鈣鈦礦溶液的潤濕性問題, 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PEDOT:PSS HTL進行修飾。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問題的側(cè)重點有所不同。例如, DMSO主要是提升PEDOT:PSS HTL的導電性能, 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, 進而促使PEDOT富集相的形成; GO主要是通過改善鈣鈦礦溶液在PEDOT:PSS HTL表面的潤濕性, 達到降低鈣鈦礦非均勻形核能的目的。然而, 目前鮮有同時將兩種不同功能的添加劑用于修飾PEDOT:PSS HTL的報道。此外, 超級電容器和導電薄膜等領(lǐng)域的研究表明, 具有獨特電學和機械性能的碳納米管(CNTs)能改進PEDOT:PSS膜的導電性能[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晶粒的生長。

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。當電池充放電時，這種聚合物為正極提供一層保護，使其免受電池電解質(zhì)的傷害。

傳統(tǒng)涂層只保護μm大小的正極粒子表面，使其內(nèi)部容易開裂。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)生化學反應(yīng)的同時，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子導電性，同時提高電池的安全性和循環(huán)性能。

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