CN116669449A - 钙钛矿太阳能电池及其制备方法以及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法以及用电设备，钙钛矿太阳能电池包括：阻隔层，阻隔层设在空穴传输层远离衬底的一侧，阻隔层的材料包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、[2‑(9H‑咔唑‑9‑基)乙基]膦酸、[2‑(3,6‑二甲氧基‑9H‑咔唑‑9‑基)乙基]膦酸、[2‑(3,6‑二苯基‑9H‑咔唑‑9‑基)乙基]膦酸、[4‑(9H‑咔唑‑9‑基)丁基]膦酸、[4‑(3,6‑二甲氧基‑9H‑咔唑‑9‑基)丁基]膦酸、[4‑(3,6‑二甲基‑9H‑咔唑‑9‑基)丁基]膦酸、2‑(3,4‑二羟基苯基)乙胺、丙烷磺酸吡啶盐、4‑（二苯基氨基）丁酸、1,3,5‑三(4‑羧基苯基)苯、对甲苯磺酰肼、对氰基苯甲酸或苝中的至少一种。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域，具体地，涉及钙钛矿太阳能电池及其制备方法以及用电设备。
背景技术
钙钛矿太阳能电池由于具有可调的带隙、较高的光吸收系数、较长的载流子寿命及扩散长度、较高的缺陷容忍度、低成本的低温液相制备方法等优异的光电特性而受到广泛的关注。在短短的十余年内，钙钛矿太阳能电池的效率从3.8%提升至25%以上，显示出巨大的潜力。但是，钙钛矿太阳能电池的空穴传输层分布有高价阳离子，高价态的阳离子会导致钙钛矿层的降解，降低钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。
发明内容
鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供一种钙钛矿太阳能电池，能够降低空穴传输层与钙钛矿层直接接触的概率，提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。
本申请的第一方面提供一种钙钛矿太阳能电池，包括：衬底；空穴传输层，所述空穴传输层设在所述衬底的一侧；阻隔层，所述阻隔层设在所述空穴传输层远离所述衬底的一侧，所述阻隔层的材料包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、2-(3,4-二羟基苯基)乙胺、丙烷磺酸吡啶盐、4-（二苯基氨基）丁酸、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯、对甲苯磺酰肼、对氰基苯甲酸或苝中的至少一种；钙钛矿层，所述钙钛矿层设在所述阻隔层远离所述空穴传输层的一侧；电极层，所述电极层设在所述钙钛矿层背离所述阻隔层的一侧。
本申请提出的钙钛矿太阳能电池，在空穴传输层和钙钛矿层之间设有阻隔层，通过使阻隔层包括上述材料，降低钙钛矿层的材料与空穴传输层靠近钙钛矿层的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，降低钙钛矿层降解的风险，提高钙钛矿层的长期稳定性，提高钙钛矿太阳能电池的寿命，同时，阻隔层的材料还可提高对空穴的传输能力，以提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的材料还包括：聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物或聚吡咯及其衍生物中的至少一种。由此，提高阻隔层对空穴的传输能力，提高钙钛矿太阳能电池的能量转换率。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的材料包括聚噻吩及其衍生物，所述聚噻吩及其衍生物包括聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚3-己基噻吩、聚(3-辛基噻吩-2,5-二基)、聚并二噻吩吡咯并吡咯二酮-噻吩或聚噻吩-吡咯并吡咯二酮中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的材料包括聚苯胺及其衍生物，所述聚苯胺及其衍生物包括聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的材料包括聚吡咯及其衍生物，所述聚吡咯及其衍生物包括巯基-聚吡咯。
由此，当阻隔层的材料包括上述材料时，可降低钙钛矿层的材料与空穴传输层靠近钙钛矿层的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，同时提高阻隔层对空穴的传输能力，提高钙钛矿太阳能电池的能量转换率。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的材料中包括-C=O、-NH2、=NH、-S=O、-C≡N、-P=O、-SH、-Cl、-Br、-I或-F中的至少一种。由此，阻隔层靠近钙钛矿层的表面上分布有上述端基，上述端基具有孤对电子，可钝化钙钛矿层存在的缺陷，提高钙钛矿太阳能电池的效率。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的厚度为1nm-1000nm。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的厚度为1nm-100nm。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的厚度为1nm-50nm。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层的厚度为1nm-30nm。
由此，当阻隔层的厚度在上述范围时，可提高阻隔层的均匀性，进一步降低钙钛矿层的材料与空穴传输层靠近钙钛矿层的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，提高钙钛矿太阳能电池的寿命。
根据本申请的一些实施例，所述空穴传输层的材料包括镍氧化物。由此，阻隔层可降低钙钛矿层的材料与空穴传输层表面的镍离子发生去质子化反应的概率，提高钙钛矿太阳能电池的寿命。
根据本申请的一些实施例，所述镍氧化物中包括掺杂阳离子。由此，提高空穴传输层内载流子的迁移率，提高钙钛矿太阳能电池的能量转换率。
根据本申请的一些实施例，所述掺杂阳离子包括Li+、Cs+、Ag+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Sr2+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3+、Cu+或Cu2+中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，所述掺杂阳离子与镍离子的摩尔比的比值为0.01-0.2。由此，提高空穴传输层的导电能力，空穴传输层与钙钛矿层的价带顶能够形成良好匹配，提高空穴传输层从钙钛矿层中提取载流子的能力。
根据本申请的一些实施例，所述掺杂阳离子与镍离子的摩尔比的比值为0.01-0.05。
本申请第二方面提供一种制备钙钛矿太阳能电池的方法，包括：在所述衬底的一侧形成空穴传输层；在所述空穴传输层远离所述衬底的一侧形成阻隔层，所述阻隔层的材料包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、2-(3,4-二羟基苯基)乙胺、丙烷磺酸吡啶盐、4-（二苯基氨基）丁酸、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯、对甲苯磺酰肼、对氰基苯甲酸或苝中的至少一种；在所述阻隔层远离所述空穴传输层的一侧形成钙钛矿层；在所述钙钛矿层远离所述阻隔层的一侧形成电极层。由此，制备的钙钛矿太阳能电池在空穴传输层和钙钛矿层之间设有阻隔层，通过使阻隔层包括上述材料，可降低钙钛矿层的材料与空穴传输层靠近钙钛矿层的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，降低钙钛矿层降解的风险，提高钙钛矿层的长期稳定性，提高钙钛矿太阳能电池的寿命。同时，阻隔层的材料还可提高对空穴的传输能力，以提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。
根据本申请的一些实施例，在所述空穴传输层远离所述衬底的一侧形成所述阻隔层的方法包括：采用自组装溶液对所述空穴传输层远离所述衬底的表面进行清洗，干燥，所述自组装溶液包括所述阻隔层的材料，以获得所述阻隔层。由此，在对空穴传输层清洗的过程中形成阻隔层，简化钙钛矿太阳能电池的制备过程，降低生产成本。
根据本申请的一些实施例，所述自组装溶液中所述阻隔层的材料的质量浓度为0.1mg/mL-100mg/mL。由此，降低钙钛矿太阳能电池的串联电阻，在空穴传输层和钙钛矿层之间形成均匀的阻隔层。
根据本申请的一些实施例，所述自组装溶液中所述阻隔层的材料的质量浓度为0.1mg/mL-10mg/mL。
根据本申请的一些实施例，所述清洗的时间为10s-3600s。由此，提高阻隔层的均匀性，进一步降低钙钛矿层的材料与空穴传输层靠近钙钛矿层的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，提高钙钛矿太阳能电池的寿命。
根据本申请的一些实施例，所述自组装溶液还包括溶剂，所述溶剂包括去离子水、***、戊烷、二氯甲烷、丙酮、氯仿、甲醇、己烷、苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、苯胺、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、1，2，4-三氟苯、三氟甲苯、碘苯、乙酸、乙酸乙酯、环己烷、乙醇、异丙醇、正丙醇、2-甲氧基乙醇、乙腈、正丁醇、偶氮二异丁腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，制备所述钙钛矿太阳能电池的方法还包括：在采用所述自组装溶液对所述空穴传输层远离所述衬底的表面进行清洗后，使用反溶剂对所述空穴传输层远离所述衬底的表面进行冲洗。由此，萃取自组装溶液的溶剂，干燥后即可形成阻隔层，进一步提高阻隔层的均匀性，降低钙钛矿层的材料与空穴传输层靠近钙钛矿层的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，提高钙钛矿太阳能电池的寿命。
根据本申请的一些实施例，所述反溶剂包括去离子水、***、戊烷、二氯甲烷、丙酮、氯仿、甲醇、己烷、苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、苯胺、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、1，2，4-三氟苯、三氟甲苯、碘苯、乙酸、乙酸乙酯、环己烷、乙醇、异丙醇、正丙醇、2-甲氧基乙醇、乙腈、正丁醇、偶氮二异丁腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，所述空穴传输层的材料包括镍氧化物。由此，阻隔层可降低钙钛矿层的材料与空穴传输层的镍离子发生去质子化反应的概率，提高钙钛矿太阳能电池的寿命。
本申请第三方面提供了一种用电设备，包括本申请第一方面提供的钙钛矿太阳能电池或本申请第二方面提供的方法制备的钙钛矿太阳能电池。由此，该用电设备长期稳定性好，使用寿命长。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1是本申请一实施方式的钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
图2是本申请一实施方式的制备钙钛矿太阳能电池的流程示意图。
附图标记说明：
1：钙钛矿太阳能电池；11：衬底；12：空穴传输层；13：阻隔层；14：钙钛矿层；15：电极层。
具体实施方式
下面对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
为了简明，本文仅具体地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任意上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，每个单独公开的点或单个数值自身可以作为下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
随着全球生态环境和能源短缺问题的日益严峻，太阳能光伏发电受到广泛关注。钙钛矿太阳能电池作为第三代新型太阳能电池，凭借其低成本、制备工艺简单、效率高等优势成为太阳能电池领域中一颗冉冉升起的新星。然而，在钙钛矿太阳能电池的制备过程中，空穴传输层形成后表面分布有高价阳离子，高价态的阳离子相当于一种布朗斯特碱，与钙钛矿层接触会发生去质子化反应，导致钙钛矿层的降解，影响钙钛矿层的长期稳定性，影响钙钛矿太阳能电池的寿命。
本申请提出一种钙钛矿太阳能电池，在空穴传输层和钙钛矿层之间设有阻隔层，通过对阻隔层的材料进行设计，可降低钙钛矿层的材料与空穴传输层靠近钙钛矿层的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，降低钙钛矿层降解的风险，提高钙钛矿层的长期稳定性，提高钙钛矿太阳能电池的寿命。同时，通过对阻隔层材料的筛选，使阻隔层在发挥阻隔作用的同时，还可提高对空穴的传输能力，以提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。
本申请公开的钙钛矿太阳能电池属于光伏电池，并且本申请实施例公开的钙钛矿太阳能电池可以作为用电设备的电源使用，也可以组装成光伏发电***并将电能储存在由储能电池构成的储能***中。用电设备可以包括路灯、信号指示灯、灭虫灯、电风扇、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等，其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；光伏发电***可以包括大型地面光伏发电***、分布式光伏发电与建筑一体化光伏发电***等。
本申请第一方面提供了一种钙钛矿太阳能电池1，参考图1，所述钙钛矿太阳能电池包括：衬底11；空穴传输层12，所述空穴传输层12设在所述衬底11的一侧；阻隔层13，所述阻隔层13设在所述空穴传输层12远离所述衬底11的一侧，所述阻隔层13的材料包括聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙烯亚胺（PEI）、聚乙二醇（PEG）、聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）、[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、2-(3,4-二羟基苯基)乙胺、丙烷磺酸吡啶盐、4-（二苯基氨基）丁酸、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯、对甲苯磺酰肼、对氰基苯甲酸或苝中的至少一种；钙钛矿层14，所述钙钛矿层14设在所述阻隔层13远离所述空穴传输层12的一侧；电极层15，所述电极层15设在所述钙钛矿层14远离所述阻隔层13的一侧。
本申请提出的钙钛矿太阳能电池1，在空穴传输层12和钙钛矿层14之间设有阻隔层13，通过使阻隔层13包括上述材料，可降低钙钛矿层14的材料与空穴传输层12靠近钙钛矿层14的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，降低钙钛矿层14降解的风险，提高钙钛矿层14的长期稳定性，提高钙钛矿太阳能电池1的寿命。同时，阻隔层13的材料还可提高对空穴的传输能力，以提高钙钛矿太阳能电池1的能量转换效率。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层13的材料还可以包括：聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物或聚吡咯及其衍生物中的至少一种。根据本申请的一些实施例，空穴传输层12的材料也可以包括聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物或聚吡咯及其衍生物中的至少一种。由此，形成所述空穴传输层12的材料也可形成所述阻隔层13，提高阻隔层13对空穴的传输能力，提高钙钛矿太阳能电池1的能量转换率。根据本申请的一些具体实施例，所述聚噻吩及其衍生物包括聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸))（PEDOT:PSS）、聚3-己基噻吩（P3HT）、聚(3-辛基噻吩-2,5-二基)、聚并二噻吩吡咯并吡咯二酮-噻吩或聚噻吩-吡咯并吡咯二酮中的至少一种。根据本申请的一些具体实施例，聚苯胺及其衍生物包括聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺（Poly-TPD）或聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]中的至少一种。根据本申请的一些具体实施例，聚吡咯及其衍生物包括巯基-聚吡咯。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层13的材料中可以包括-C=O、-NH2、=NH、-S=O、-C≡N、-P=O、-SH、-Cl、-Br、-I或-F中的至少一种。例如，2-(9H-咔唑-9-基)乙基)膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸中包括-P=O，丙烷磺酸吡啶盐中包括-S=O，2-(3,4-二羟基苯基)乙胺中包括-NH2，4-（二苯基氨基）丁酸、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯中包括-C=O，对甲苯磺酰肼中包括=NH，对氰基苯甲酸中包括-C≡N。由此，阻隔层13靠近钙钛矿层14的表面暴露有上述具有孤对电子的端基，从而钝化钙钛矿层14靠近阻隔层13的区域存在的缺陷，提高钙钛矿太阳能电池1的效率。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层13的厚度为1nm-1000nm，例如，可以为1nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm或1000nm，或可以为上述任意数值组成的范围。
本申请中厚度的测试方法为：采用台阶仪或椭偏仪进行测试：根据阻隔层13厚度不同，为提高测试的准确性，当阻隔层13厚度为100nm-1000nm时使用台阶仪测试，阻隔层13厚度为1nm-100nm时使用椭偏仪测试。
根据本申请的一些具体实施例，当所述阻隔层13的材料包括聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物或聚吡咯及其衍生物中的至少一种时，所述阻隔层13的厚度可以为1nm-100nm，例如，可以为1nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm等，或可以为上述任意数值组成的范围。
根据本申请的另一些具体实施例，当所述阻隔层13的材料包括[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、2-(3,4-二羟基苯基)乙胺、丙烷磺酸吡啶盐、4-（二苯基氨基）丁酸、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯、对甲苯磺酰肼、对氰基苯甲酸或苝中的至少一种时，所述阻隔层13的厚度可以为1nm-50nm，例如，可以为1nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm等，或可以为上述任意数值组成的范围。
根据本申请的另一些具体实施例，当所述阻隔层13的材料包括聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的至少之一时，所述阻隔层13的厚度可以为1nm-30nm，例如，可以为1nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm或30nm等，或可以为上述任意数值组成的范围。
由此，选用上述厚度的阻隔层，可以提高阻隔层13的均匀性，进一步降低钙钛矿层14的材料与空穴传输层12靠近钙钛矿层14的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，提高钙钛矿层14的长期稳定性，提高钙钛矿太阳能电池1的寿命。
根据本申请的一些实施例，所述空穴传输层12的材料可以包括镍氧化物。由此，可以提高对空穴的传输能力。此外，当空穴传输层12靠近阻隔层13的表面分布有高价态镍离子时，本申请提出的钙钛矿太阳能电池1中的阻隔层13可降低钙钛矿层14的材料与空穴传输层12靠近钙钛矿层14的表面分布的高价镍离子接触而发生反应的概率，降低钙钛矿层14降解的风险，提高钙钛矿层14的长期稳定性，提高钙钛矿太阳能电池1的寿命。
根据本申请的一些实施例，所述空穴传输层12还可以包括掺杂阳离子，以提高空穴传输层12内载流子的迁移率，提高钙钛矿太阳能电池1的能量转换率。根据本申请的一些具体实施例，所述掺杂阳离子包括Li+、Cs+、Ag+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Sr2+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3 +、Cu+或Cu2+中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，所述镍氧化物中，所述掺杂阳离子与镍离子的摩尔比的比值可以为0.01-0.2，例如，可以为0.01、0.04、0.07、0.1、0.13、0.16、0.18或0.2等，或可以为上述任意数值组成的范围。由此，提高空穴传输层12的导电能力，空穴传输层12与钙钛矿层14的价带顶能够形成更加良好的匹配，提高空穴传输层12从钙钛矿层14中提取载流子的能力。根据本申请的一些具体实施例，所述掺杂阳离子与镍离子的摩尔比的比值可以为0.01-0.05。
根据本申请的一些实施例，电极层15的材料可以包括银、铜、碳、金、铝、氧化铟锡、钨掺杂氧化铟、铝掺杂氧化锌、硼掺杂氧化锌或铟锌氧化物中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，所述钙钛矿层14的材料可以包括PBX3或P2CDX6中的至少一种，其中，P包括有机阳离子、Li+、Na+、K+、Rb+或Cs+中的至少一种；B包括Pb2+、Sn2+、Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Ge2+、Fe2+、Co2+、Cu2+和Ni2+中的至少一种；C包括Cs+、Ag+、K+或Ru+中的至少一种；D包括Bi3+、Ni3+、Fe3+、Cu3+、Sb3+或In3+中的至少一种；X包括Br-或I-中的至少一种。例如，钙钛矿层14的材料可以为CH3NH3PbI3，CH3NH3SnI3，CH3NH3PbI2Br，CH3NH3Pb（I1- xBrx）3（其中0<x<1）。根据本申请的一些具体实施例，B可以包括Pb2+或Sn2+中的至少一种。根据本申请的一些具体实施例，C可以包括Ag+。
本申请第二方面提供一种制备钙钛矿太阳能电池1的方法，包括：提供衬底11；在所述衬底11的一侧形成空穴传输层12；在所述空穴传输层12远离所述衬底11的一侧形成阻隔层13，所述阻隔层13的材料包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、2-(3,4-二羟基苯基)乙胺、丙烷磺酸吡啶盐、4-（二苯基氨基）丁酸、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯、对甲苯磺酰肼、对氰基苯甲酸或苝中的至少一种；在所述阻隔层13远离所述空穴传输层12的一侧形成钙钛矿层14。由此，制备的钙钛矿太阳能电池1在空穴传输层12和钙钛矿层14之间设有阻隔层13，可降低钙钛矿层14的材料与空穴传输层12靠近钙钛矿层14的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，降低钙钛矿层14降解的风险，提高钙钛矿层14的长期稳定性，提高钙钛矿太阳能电池1的寿命。同时，阻隔层13的材料还可提高对空穴的传输能力，以提高钙钛矿太阳能电池1的能量转换效率。
下面对该方法的各个步骤进行详细说明，参考图2，该方法包括：
S100：在衬底上形成空穴传输层
根据本申请的一些实施例，衬底11可以包括透明导电玻璃，所述透明导电玻璃包括掺氟二氧化锡（FTO）、氧化铟锡（ITO）、钨掺杂氧化铟(IWO)、铝掺杂氧化锌（AZO）、硼掺杂氧化锌（BZO）或铟锌氧化物（IZO）中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，可以通过磁控溅射形成所述空穴传输层12。
根据本申请的一些实施例，所述空穴传输层12的材料还可以包括镍氧化物。具体的，可通过磁控溅射在衬底11上形成空穴传输层12。
S200：在空穴传输层远离衬底的一侧形成阻隔层
根据本申请的一些实施例，在所述空穴传输层12远离所述衬底11的一侧形成阻隔层13的方法包括：采用自组装溶液对所述空穴传输层12远离所述衬底11的表面进行清洗，干燥，所述自组装溶液包括所述阻隔层13的材料和溶剂，以获得所述阻隔层13。具体的，自组装溶液对形成有空穴传输层12的衬底清洗时，自组装溶液中的形成阻隔层13的材料通过自组装形成阻隔层13。由此，在对空穴传输层12清洗的过程中形成阻隔层13，简化钙钛矿太阳能电池1的制备过程，降低生产成本。
根据本申请的一些实施例，采用自组装溶液对形成有所述空穴传输层12的所述衬底11进行清洗之前，还可以包括对形成有所述空穴传输层12的衬底11进行的预清洗过程，所述预清洗过程可以包括纯水清洗和二流体喷淋，预清洗完成后将衬底11放入超声清洗装置的自组装溶液槽中，采用自组装溶液对衬底11进行清洗，以通过自组装形成阻隔层13。
根据本申请的一些实施例，所述自组装溶液中所述阻隔层13的材料的质量浓度为0.1mg/mL-100mg/mL，例如，可以为0.1mg/mL、1mg/mL、10mg/mL、20mg/mL、30mg/mL、40mg/mL、50mg/mL、60mg/mL、70mg/mL、80mg/mL、90mg/mL或100mg/mL等，或可以为上述任意数值组成的范围。由此，降低钙钛矿太阳能电池1的串联电阻，在空穴传输层12和钙钛矿层14之间形成均匀的阻隔层13。根据本申请的一些具体实施例，所述自组装溶液中所述阻隔层13的材料的质量浓度为0.1mg/mL-10mg/mL。
根据本申请的一些实施例，采用所述自组装溶液对形成有所述空穴传输层12的所述衬底11进行清洗的时间为10s-3600s，例如，可以为10s、100s、500s、1000s、1500s、2000s、2500s、3000s、3500s或3600s等，或可以为上述任意数值组成的范围。由此，提高自组装溶液中的阻隔层13的材料在空穴传输层12上的附着率，以形成致密而均匀的阻隔层13。
根据本申请的一些实施例，所述阻隔层13的厚度为1nm-1000nm，例如，可以为1nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm或1000nm，或可以为上述任意数值组成的范围。
根据本申请的一些具体实施例，当所述自组装溶液中的所述阻隔层13的材料包括聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物或聚吡咯及其衍生物中的至少一种时，可通过控制所述清洗的时间，使自组装形成的所述阻隔层13的厚度为1nm-100nm，例如，可以为1nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm等，或可以为上述任意数值组成的范围。
根据本申请的另一些具体实施例，当所述自组装溶液中的所述阻隔层13的材料包括[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、2-(3,4-二羟基苯基)乙胺、丙烷磺酸吡啶盐、4-（二苯基氨基）丁酸、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯、对甲苯磺酰肼、对氰基苯甲酸或苝中的至少一种时，可通过控制所述清洗的时间，使所述阻隔层13的厚度为1nm-50nm，例如，可以为1nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm等，或可以为上述任意数值组成的范围。
根据本申请的另一些具体实施例，当所述自组装溶液中的所述阻隔层13的材料包括聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的至少之一时，可通过控制所述清洗的时间使所述阻隔层13的厚度可以为1nm-30nm，例如，可以为1nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm或30nm等，或可以为上述任意数值组成的范围。
由此，可根据所述自组装溶液中的所述阻隔层13的材料调整所述清洗的时间，进而调整自组装形成的所述阻隔层13的厚度，以提高阻隔层13的均匀性，进一步降低钙钛矿层14的材料与空穴传输层12靠近钙钛矿层14的表面分布的高价阳离子接触而发生反应的概率，提高钙钛矿太阳能电池1的寿命。
根据本申请的一些实施例，所述自组装溶液中的所述溶剂可以包括去离子水、***、戊烷、二氯甲烷、丙酮、氯仿、甲醇、己烷、苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、苯胺、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、1，2，4-三氟苯、三氟甲苯、碘苯、乙酸、乙酸乙酯、环己烷、乙醇、异丙醇、正丙醇、2-甲氧基乙醇、乙腈、正丁醇、偶氮二异丁腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种，以形成均匀分散的自组装溶液。
根据本申请的一些实施例，为了进一步提高所述阻隔层13的均匀性，在所述空穴传输层12远离所述衬底11的一侧形成阻隔层13的方法还可以包括：在采用所述自组装溶液对所述空穴传输层12远离所述衬底11的表面进行清洗后，使用反溶剂对所述空穴传输层12远离所述衬底11的表面进行冲洗。此处所指的“反溶剂”，是指与自组装溶液中的溶剂能够混溶，而溶质的溶解度较低的溶剂。例如，当自组装溶液中的溶质和溶剂分别为 [2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸和乙醇时，反溶剂可以为甲苯；当自组装溶液中的溶质和溶剂分别为PEDOT:PSS和二甲基亚砜时，反溶剂可以为异丙醇；当自组装溶液中的溶质和溶剂分别为1,3,5-三(4-羧基苯基)苯和四氢呋喃时，反溶剂可以为去离子水。具体的，自组装溶液对空穴传输层12远离衬底11的表面进行清洗后，使用反溶剂冲洗空穴传输层12远离衬底11的表面的多余的自组装溶液，由于自组装溶液中的溶质在反溶剂中溶解度较低，冲洗过程中可将自组装溶液中的溶质析出，使其通过自组装形成阻隔层13。
根据本申请的一些实施例，反溶剂的种类可根据自组装溶液中溶剂的体系进行选择，例如，所述反溶剂可以包括去离子水、***、戊烷、二氯甲烷、丙酮、氯仿、甲醇、己烷、苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、苯胺、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、1，2，4-三氟苯、三氟甲苯、碘苯、乙酸、乙酸乙酯、环己烷、乙醇、异丙醇、正丙醇、2-甲氧基乙醇、乙腈、正丁醇、偶氮二异丁腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
根据本申请的一些实施例，钙钛矿太阳能电池1中空穴传输层12的制备方法不受特别限制，例如，当制备大面积空穴传输层12时，可通过磁控溅射形成所述空穴传输层12，以提高空穴传输层12的均匀性。
根据本申请的一些实施例，所述空穴传输层12的材料可以包括镍氧化物。当通过磁控溅射形成空穴传输层12时，磁控溅射的镍氧化物薄膜顶部分布着高价态的镍离子，阻隔层13可以降低高价态的镍离子与钙钛矿层14接触而发生质子化反应的概率，降低钙钛矿层14分解的风险，提高钙钛矿太阳能电池1的长期稳定性。
根据本申请的一些实施例，形成空穴传输层12的过程中，还可以在所述空穴传输层12中掺杂阳离子，由此，提高空穴传输层12内载流子的迁移率，提高钙钛矿太阳能电池1的能量转换率。
根据本申请的一些实施例，所述掺杂阳离子可以包括Li+、Cs+、Ag+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Sr2+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3+、Cu+或Cu2+中的至少一种。
S300：在阻隔层远离空穴传输层的一侧形成钙钛矿层
根据本申请的一些实施例，可通过钙钛矿前驱体溶液形成所述钙钛矿层14，所述钙钛矿层14的材料可以包括PBX3或P2CDX6中的至少一种，其中，P包括有机阳离子、Li+、Na+、K+、Rb+或Cs+中的至少一种；B包括Pb2+、Sn2+、Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+、Ge2+、Fe2+、Co2+、Cu2 +和Ni2+中的一种或多种；C包括Cs+、Ag+、K+和Ru+中一种或多种；D包括Bi3+、Ni3+、Fe3+、Cu3+、Sb3+或In3+中的至少一种；X包括Br-或I-中的至少一种。例如，钙钛矿层14的材料可以为CH3NH3PbI3，CH3NH3SnI3，CH3NH3PbI2Br，CH3NH3Pb（I1-xBrx）3（其中0<x<1）。根据本申请的一些具体实施例，B可以包括Pb2+或Sn2+中的至少一种。根据本申请的一些具体实施例，C可以包括Ag+。
S400：在钙钛矿层远离阻隔层的一侧形成电极层
根据本申请的一些实施例，可通过真空蒸镀形成所述电极层15，所述电极层15的材料可以包括银、铜、碳、金、铝、氧化铟锡、钨掺杂氧化铟、铝掺杂氧化锌、硼掺杂氧化锌或铟锌氧化物中的至少一种。
本申请第三方面提供了一种用电设备，包括本申请第一方面提供的钙钛矿太阳能电池1或本申请第二方面提供的方法制备的钙钛矿太阳能电池1。用电设备可以包括照明元件、显示元件、移动装置等，具体可以包括路灯、信号指示灯、灭虫灯、电风扇、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等，其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；光伏发电***可以包括大型地面光伏发电***、分布式光伏发电与建筑一体化光伏发电***等。由此，该用电设备长期稳定性好，使用寿命长。
为了使本申请实施例所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚，以下将结合实施例和附图进行进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本申请保护的范围。
实施例1
1、取一组规格为10*10 cm2的FTO导电玻璃，用激光打标机刻蚀掉相对两边0.5 cm的区域，用清洗剂清洗后，将FTO导电玻璃先后在去离子水、乙醇、丙酮中超声10分钟，超声完成后用氮气吹干以供使用；
2、按1 mg/mL的浓度配制自组装溶液，自组装溶液中的溶质为乙醇，并放入超声清洗装置的自组装溶液槽；
3、取一片FTO导电玻璃，用磁控溅射的方法制备一层厚度为10 nm的锂掺杂氧化镍层后，用激光划刻P1后将其放入超声清洗装置；
4、在清洗经激光划刻后的掺杂氧化镍层的过程中，将衬底放入自组装溶液中清洗30秒；
5、取出衬底后，使用氯苯反溶剂冲洗衬底顶部多余的自组装溶液；
6、在100 ℃的条件下干燥10分钟，形成阻隔层；
7、在掺杂氧化镍层表面涂布一层厚度约500nm的FA0.9Cs0.1PbI3钙钛矿薄膜，用风刀持续吹扫膜面30秒后将薄膜转移至加热台，在100℃下退火10分钟；
8、利用真空热蒸发镀膜工艺，在1*10-6Torr下，依序蒸镀50nm C60、20nm BCP及80nm Cu电极，用激光划刻P2后继续蒸镀100nm Cu电极；
9、用激光划刻P3及P4使大面积钙钛矿器件形成串联结构，完成钙钛矿太阳能电池的制备。
实施例2-实施例38、对比例1-对比例3中的钙钛矿太阳能电池的制备方法同实施例1，区别详见表1。
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性能测试：
1、载流子迁移率
载流子迁移率计算采用的是霍尔常数法，将样品玻璃置于外部磁场中，施加一个横向电场E，使其处于霍尔平衡状态，载流子迁移率如下计算：
μ=|RH|σ
=|VHd/(ISB)|σ
其中RH、VH、IS、B、d和σ分别为霍尔系数(m3/C)、霍尔电压(V)、电流强度(A)、外部磁场强度(T)、样品厚度(m)和样品电导率(S/m)。
2、阻隔层厚度和均匀性测试
厚度测试：根据阻隔层厚度不同，为提高测试结果准确性，当阻隔层厚度为100nm-1000nm时使用台阶仪测试，阻隔层厚度为1nm-100nm时使用椭偏仪测试。均匀性测试：在100mm*100mm的样品薄膜上均匀选取9个点位，分别测试相应点位膜厚，均匀性(%)=（膜厚最大值-膜厚最小值）/（膜厚最大值+膜厚最小值）。
3、钙钛矿太阳能电池的效率测试方法
在100 mW/cm2的光源下，对电池性能进行测试，光电转换效率如下计算：
PCE = POUT/POPT
= VOC×JSC×(VMPP×JMPP)/(VOC×JSC)
= VOC×JSC×FF
其中POUT、POPT、VMPP(V)、JMPP(mA/cm2)、VOC(V)和JSC(mA/cm2)分别为电池工作输出功率、入射光功率、电池最大功率点电压、电池最大功率点电流、开路电压和短路电流。
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结论，由表2可以看出，实施例1-实施例38中载流子迁移率高于对比例1-对比例3，说明空穴传输层掺杂阳离子可提高载流子迁移率，实施例1-实施例38中电池的初始光电转换效率均高于对比例1-3，实施例1-实施例38中的电池存储30天后的光电转换效率的降低程度低于对比例1-3，说明阻隔层的材料对空穴具有优异的传输能力，可提高电池的光电转换效率，提高电池的稳定性。
实施例39
1、取一组规格为10*10 cm2的FTO导电玻璃，用激光打标机刻蚀掉相对两边0.5 cm的区域，用清洗剂清洗后，将FTO导电玻璃先后在去离子水、乙醇、丙酮中超声10分钟，超声完成后用氮气吹干以供使用；
2、按1 mg/mL的浓度配制自组装溶液，自组装溶液中的溶质为PTAA，并放入超声清洗装置的自组装溶液槽；
3、取一片FTO导电玻璃，用磁控溅射的方法制备一层厚度为10 nm的锂掺杂氧化镍层后，用激光划刻P1后将其放入超声清洗装置；
4、在清洗经激光划刻后的掺杂氧化镍层的过程中，将衬底放入自组装溶液中清洗30秒；
5、取出衬底后，使用氯苯反溶剂冲洗衬底顶部多余的自组装溶液；
6、在100 ℃的条件下干燥10分钟，形成阻隔层；
7、在掺杂氧化镍层表面涂布一层厚度约500nm的FA0.9Cs0.1PbI3钙钛矿薄膜，用风刀持续吹扫膜面30秒后将薄膜转移至加热台，在100℃下退火10分钟；
8、利用真空热蒸发镀膜工艺，在1*10-6Torr下，依序蒸镀50nm C60、20nm BCP及80nm Cu电极，用激光划刻P2后继续蒸镀100nm Cu电极；
9、用激光划刻P3及P4使大面积钙钛矿器件形成串联结构，完成钙钛矿太阳能电池的制备。
实施例40-实施例53中的钙钛矿太阳能电池的制备过程同实施例39，区别详见表3。
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测试实施例39-实施例53中的钙钛矿太阳能电池的阻隔层的厚度和均匀性以及空穴传输层载流子的迁移率，结果见表4。
表4
结论：由表4可以看出，通过调节自组装溶液的浓度和清洗时间，可提高阻隔层的厚度和均匀性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (22)
1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括：
衬底；
空穴传输层，所述空穴传输层设在所述衬底的一侧；
阻隔层，所述阻隔层设在所述空穴传输层远离所述衬底的一侧，所述阻隔层的材料包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、2-(3,4-二羟基苯基)乙胺、丙烷磺酸吡啶盐、4-（二苯基氨基）丁酸、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯、对甲苯磺酰肼、对氰基苯甲酸或苝中的至少一种；
钙钛矿层，所述钙钛矿层设在所述阻隔层远离所述空穴传输层的一侧；
电极层，所述电极层设在所述钙钛矿层远离所述阻隔层的一侧。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述阻隔层的材料还包括：聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物或聚吡咯及其衍生物中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，满足以下条件的至少之一：
（1）所述阻隔层的材料包括聚噻吩及其衍生物，所述聚噻吩及其衍生物包括聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚3-己基噻吩、聚(3-辛基噻吩-2,5-二基)、聚并二噻吩吡咯并吡咯二酮-噻吩或聚噻吩-吡咯并吡咯二酮中的至少一种；
（2）所述阻隔层的材料包括聚苯胺及其衍生物，所述聚苯胺及其衍生物包括聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]或聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]中的至少一种；
（3）所述阻隔层的材料包括聚吡咯及其衍生物，所述聚吡咯及其衍生物包括巯基-聚吡咯。
4.根据权利要求1-3任一项所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述阻隔层的材料中包括-C=O、-NH2、=NH、-S=O、-C≡N、-P=O、-SH、-Cl、-Br、-I或-F中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述阻隔层的厚度为1nm-1000nm。
6.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述阻隔层的厚度为1nm-100nm。
7.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述阻隔层的厚度为1nm-50nm。
8.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述阻隔层的厚度为1nm-30nm。
9.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层的材料包括镍氧化物。
10.根据权利要求9所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述镍氧化物中包括掺杂阳离子。
11.根据权利要求10所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述掺杂阳离子包括Li+、Cs+、Ag+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Sr2+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3+、Cu+或Cu2+中的至少一种。
12.根据权利要求10或11所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述镍氧化物中，所述掺杂阳离子与镍离子的摩尔比的比值为0.01-0.2。
13.根据权利要求12所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述掺杂阳离子与镍离子的摩尔比的比值为0.01-0.05。
14.一种制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，包括：
在衬底的一侧形成空穴传输层；
在所述空穴传输层远离所述衬底的一侧形成阻隔层，所述阻隔层的材料包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸、2-(3,4-二羟基苯基)乙胺、丙烷磺酸吡啶盐、4-（二苯基氨基）丁酸、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯、对甲苯磺酰肼、对氰基苯甲酸或苝中的至少一种；
在所述阻隔层远离所述空穴传输层的一侧形成钙钛矿层；
在所述钙钛矿层远离所述阻隔层的一侧形成电极层。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述空穴传输层远离所述衬底的一侧形成所述阻隔层的方法包括：
采用自组装溶液对所述空穴传输层远离所述衬底的表面进行清洗，干燥，所述自组装溶液包括所述阻隔层的材料，以获得所述阻隔层。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述自组装溶液还包括溶剂，所述溶剂包括去离子水、***、戊烷、二氯甲烷、丙酮、氯仿、甲醇、己烷、苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、苯胺、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、1，2，4-三氟苯、三氟甲苯、碘苯、乙酸、乙酸乙酯、环己烷、乙醇、异丙醇、正丙醇、2-甲氧基乙醇、乙腈、正丁醇、偶氮二异丁腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，满足以下条件的至少之一：
（1）所述自组装溶液中所述阻隔层的材料的质量浓度为0.1mg/mL-100mg/mL；
（2）所述清洗的时间为10s-3600s。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述自组装溶液中所述阻隔层的材料的质量浓度为0.1mg/mL-10mg/mL。
19.根据权利要求15-18任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在采用所述自组装溶液对所述空穴传输层远离所述衬底的表面进行清洗后，使用反溶剂对所述空穴传输层远离所述衬底的表面进行冲洗。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述反溶剂包括去离子水、***、戊烷、二氯甲烷、丙酮、氯仿、甲醇、己烷、苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、苯胺、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯、1，2，4-三氟苯、三氟甲苯、碘苯、乙酸、乙酸乙酯、环己烷、乙醇、异丙醇、正丙醇、2-甲氧基乙醇、乙腈、正丁醇、偶氮二异丁腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
21.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述空穴传输层的材料包括镍氧化物。
22.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述的钙钛矿太阳能电池或采用权利要求14-21任一项所述的方法制备的钙钛矿太阳能电池。
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