1.一種太陽(yáng)能電池,包括:
陽(yáng)極;
設(shè)置成面對(duì)所述陽(yáng)極的陰極;以及
設(shè)置在所述陽(yáng)極和所述陰極之間的光活性層,所述光活性層包含具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的化合物,
其中在所述陽(yáng)極和所述光活性層之間交替地設(shè)置有至少一個(gè)第一有機(jī)材料層和至少一個(gè)第二有機(jī)材料層,
所述第一有機(jī)材料層包含由以下化學(xué)式1表示的化合物,以及
所述第二有機(jī)材料層包含HOMO能級(jí)為-5eV或更小的空穴傳輸材料:
[化學(xué)式1]
在化學(xué)式1中,
R1至R6各自獨(dú)立地選自氫、鹵素基團(tuán)、腈基、硝基、磺?;?、亞砜基、磺酰胺基、磺酸酯基、三氟甲基、酯基、酰胺基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈的C1至C12烷氧基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈的C1至C12烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈的C2至C12烯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳香族或非芳香族雜環(huán)基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的單芳基胺基或二芳基胺基,以及經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳烷基胺基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中所述第一有機(jī)材料層中的任一者被設(shè)置成直接與所述陽(yáng)極相接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中所述第二有機(jī)材料層中的任一者被設(shè)置成直接與所述光活性層相接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中所述第一有機(jī)材料層和所述第二有機(jī)材料層依次設(shè)置在所述陽(yáng)極和所述光活性層之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中所述第一有機(jī)材料層、所述第二有機(jī)材料層、所述第一有機(jī)材料層以及所述第二有機(jī)材料層依次設(shè)置在所述陽(yáng)極和所述光活性層之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中由化學(xué)式1表示的所述化合物的LUMO能級(jí)與所述空穴傳輸材料的HOMO能級(jí)之差為0.5eV或更小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中所述至少一個(gè)第二有機(jī)材料層還包含功函數(shù)為4.5eV或更小的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中所述第一有機(jī)材料層的厚度為1nm至100nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中所述第二有機(jī)材料層的厚度為5nm至100nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中所述具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的化合物滿足以下結(jié)構(gòu)式1-1:
[結(jié)構(gòu)式1-1]
AB(1-y)B′yX(3-Z)X′Z
A是經(jīng)取代或未經(jīng)取代的一價(jià)氮離子、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的一價(jià)碳離子、以及堿金屬離子或堿土金屬離子,
B和B′各自獨(dú)立地為過渡金屬的陽(yáng)離子,以及
X和X′各自獨(dú)立地為選自第XVI族和第XVII族的元素的陰離子,0≤y≤1,并且0≤z≤3。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中A是由以下化學(xué)式2-1表示的一價(jià)離子:
[化學(xué)式2-1]
[A′pA″(1-p)]+
A′和A″各自獨(dú)立地為L(zhǎng)i+、Na+、K+、Rb+、Cs+、Be2+、Ca2+、Sr2+或Ba2+,并且0≤p≤1。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中A是由以下化學(xué)式2-2表示的一價(jià)離子:
[化學(xué)式2-2]
在化學(xué)式2-2中,
R11為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的具有1至20個(gè)碳原子的烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的具有3至20個(gè)碳原子的環(huán)烷基,或者經(jīng)取代或未經(jīng)取代的具有6至20個(gè)碳原子的芳基,以及
R12至R14各自獨(dú)立地為氫、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的具有1至20個(gè)碳原子的烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的具有3至20個(gè)碳原子的環(huán)烷基、或者經(jīng)取代或未經(jīng)取代的具有6至20個(gè)碳原子的芳基。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中A是由以下化學(xué)式2-3表示的一價(jià)離子:
[化學(xué)式2-3]
在化學(xué)式2-3中,
R15和R16為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的具有1至20個(gè)碳原子的烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的具有3至20個(gè)碳原子的環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的具有6至20個(gè)碳原子的芳基、或者NR′R″,以及
R′和R″各自獨(dú)立地為氫、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的具有1至20個(gè)碳原子的烷基、或者經(jīng)取代或未經(jīng)取代的具有1至20個(gè)碳原子的烷氧基。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中所述具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的化合物滿足以下化學(xué)式2-1至2-6中的任一者:
[結(jié)構(gòu)式2-1]
CH3NH3PbX(3-Z)X′Z
[結(jié)構(gòu)式2-2]
HC(NH2)2PbX(3-Z)X′Z
[結(jié)構(gòu)式2-3]
CH3NH3SnX(3-Z)X′Z
[結(jié)構(gòu)式2-4]
HC(NH2)2SnX(3-Z)X′Z
[結(jié)構(gòu)式2-5]
CH3NH3PbySn(1-y)X(3-Z)X′Z
[結(jié)構(gòu)式2-6]
HC(NH2)2PbySn(1-y)X(3-Z)X′Z
在化學(xué)式2-1至2-6中,
X和X′各自獨(dú)立地為鹵素離子,y為0至1的實(shí)數(shù),z為0至3的實(shí)數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,其中所述光活性層還包含金屬化合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池,還包括:
基底,
其中在所述基底上設(shè)置有所述陽(yáng)極或所述陰極。