本发明属于钙钛矿太阳能电池，具体涉及一种基于铁掺杂氧化镍空穴传输层的反型钙钛矿太阳能电池、制备方法及其应用。
背景技术：
1、氧化镍(niox)因其带隙宽、透光性好、稳定性高、便于与钙钛矿进行能级排列以更好地收集空穴而受到特别关注，同时也可纳米晶溶液旋涂、化学浴沉积、原子层沉积、化学气相沉积等多种方法进行沉积。目前最为合适的大面积制备技术以化学气相沉积为主，其中磁控溅射制备可重复性高且较为均匀。但是，氧化镍由于其较低的电导率一直是其作为空穴传输层的短板所在，严重影响钙钛矿太阳能电池的填充因子和短路电流密度。为了提高基于氧化镍做为空穴传输层的反型钙钛矿电池的性能，对氧化镍进行掺杂可以有效的提升器件性能。
2、目前对氧化镍空穴传输层的掺杂元素主要有：ag、co、li、cs、cu、mg、zn、sr、y、la以及nb中的至少一种，(申请号：202210773010.3，空穴传输层材料、钙钛矿太阳能电池及制备方法和应用)；ru(申请号：201910057914.4，一种铷掺杂氧化镍薄膜的制备及作为空穴传输层在钙钛矿太阳能电池中的应用)；zn(申请号：201711156113.0，锌掺杂氧化镍空穴传输层反置钙钛矿太阳能电池及制备方法)；cu、mg、li、ag、k或na中的任意一种(申请号：202310163813.1，一种氧化镍空穴传输层及其制备方法和应用)。现有技术制备方法基本是基于溶液掺杂旋涂或复杂的多元金属溅射共掺杂的方式，且对基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳能电池的性能改善比较有限。
3、有鉴于此，本发明人提供一种基于铁掺杂氧化镍空穴传输层的反型钙钛矿太阳能电池、制备方法及其应用，以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出本发明提供一种基于铁掺杂氧化镍空穴传输层的反型钙钛矿太阳能电池、制备方法及其应用，通过在氧化镍中掺杂一定比例的铁元素，解决了氧化镍导电率较低的问题，并将铁掺杂氧化镍空穴传输层应用于反型钙钛矿太阳能电池中，使钙钛矿太阳能电池器件性能得到显著提高。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、一方面，本发明提供一种基于铁掺杂氧化镍空穴传输层的反型钙钛矿太阳能电池，依次包括透明导电层、铁掺杂氧化镍空穴传输层、电子传输层、钙钛矿层、空穴阻挡层、银电极层；
4、所述铁掺杂氧化镍空穴传输层包括溅射掺杂铁的氧化镍溅射靶材于透明导电层得到。
5、进一步地，所述掺杂铁的氧化镍溅射靶材中铁的掺杂比例为0.5wt％～10wt％。
6、另一方面，本发明提供一种铁掺杂氧化镍空穴传输层的制备方法，所述铁掺杂氧化镍空穴传输层用于所述的钙钛矿太阳能电池中，包括在磁控溅射腔室内放置透明导电层，在透明导电层表面使用掺杂铁的氧化镍溅射靶材进行溅射，加热处理得到铁掺杂氧化镍空穴传输层。
7、进一步地，所述透明导电层为ito衬底，制备铁掺杂氧化镍空穴传输层包括以下步骤：
8、s1、预处理ito衬底；
9、具体的，所述s1中预处理ito衬底包括如下过程：
10、s11、将ito衬底依次放入离子水、ito清洗液、丙酮、乙醇、去离子水中清洗30min～50min；
11、s12、用氮气枪将清洗后的ito衬底吹干，并臭氧处理4min～6min。
12、s2、将ito衬底放入磁控溅射腔室内，安装好掺杂铁的氧化镍溅射靶材，并抽真空至腔室内的压强达到设定值；
13、s3、对ito衬底的表面进行偏压清洗；
14、s4、在清洗后的ito衬底表面使用所述溅射靶材进行溅射，并加热处理，得到铁掺杂氧化镍空穴传输层。
15、进一步地，所述s2中设定值应小于或等于7×10-4pa；所述溅射靶材中的铁掺杂比例为0.5wt％～10wt％。
16、进一步地，所述s3中偏压清洗的参数设置为：偏压电压600v～800v，占空比60％～80％，清洗时间15min～30min。
17、进一步地，所述s4包括如下过程：
18、s41、设置溅射过程中的氩气流量、氧气流量、腔室压强以及溅射功率，然后启辉后预溅射一定时间；
19、氩气流量为80scm～100scm、氧气流量为0～1scm、腔室压强为0.25pa～0.45pa、溅射功率为90w～210w；预溅射时间为2min～10min；
20、s42、预溅射完成后打开挡板，进行正式溅射，溅射一定时间后在设定温度下加热处理，得到铁掺杂氧化镍空穴传输层；
21、正式溅射时间为7min～15min；所述加热处理是在100℃～150℃下加热10min～20min。
22、又一方面，本发明提供一种反型钙钛矿太阳能电池的制备方法，基于所述的铁掺杂氧化镍空穴传输层的制备方法制备得到的铁掺杂氧化镍空穴传输层，其制备过程如下：
23、先在铁掺杂氧化镍空穴传输层上进行钙钛矿溶液的旋涂，然后将旋涂完成的空穴传输层转移至热台上进行退火，得到钙钛矿层；最后在钙钛矿层通过真空蒸镀仪依次蒸镀厚度为30nm～40nm的电子传输层、厚度为6nm～10nm的空穴阻挡层以及厚度为100nm～120nm的银电极层，得到反型钙钛矿太阳能电池。
24、具体的，所述旋涂和退火的过程为：
25、(1)将铁掺杂氧化镍空穴传输层转移到手套箱中，设置旋涂的转速为4000rpm～5000rpm，加速度为800rpm-1～1000rpm-1；
26、(2)参数设置完成后，开始对铁掺杂氧化镍空穴传输层进行40s～60s的旋涂，在旋涂结束前的倒数7s～10s滴加200μl～300μl的反溶剂氯苯；
27、(3)将旋涂完成的空穴传输层转移至已加热100℃～120℃的热台上，退火50min～60min。
28、进一步地，所述钙钛矿溶液的组分为cs0.05(fa0.95ma0.05)0.95pb(i0.95br0.05)3、浓度为1.4mol/l～1.6mol/l，所述钙钛矿溶液中添加有溶解剂，所述溶解剂为dmf和dmso的混合溶液，dmf与dmso的体积比为(3～5):1；并将按比例配制的钙钛矿溶液在含有氮气的手套箱中搅拌3h～5h，再进行过滤得到目标钙钛矿溶液。
29、此外，本发明还提供一种铁掺杂氧化镍空穴传输层在反型钙钛矿太阳能电池中的应用，所述反型钙钛矿太阳能电池的结构为透明导电层/铁掺杂氧化镍空穴传输层/电子传输层/钙钛矿层/空穴阻挡层/银电极层；
30、其中，所述铁掺杂氧化镍空穴传输层由所述的铁掺杂氧化镍空穴传输层的制备方法制备得到。
31、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
32、1.本发明一种铁掺杂氧化镍空穴传输层的制备方法，该制备方法是在氧化镍溅射靶材中掺杂一定比例的铁元素，通过磁控溅射工艺进行制备，保证得到的空穴传输层具有更好的透过率和导电性，并且能够有效的提高氧化镍的空穴传输能力。
33、2.本发明一种铁掺杂氧化镍空穴传输层在反型钙钛矿太阳能电池中的应用，采用本发明制备的铁掺杂氧化镍空穴传输层应用于反型钙钛矿太阳能电池中，使反型钙钛矿太阳能电池具有更高的光电性能，进一步为制备高效率钙钛矿太阳能电池提供了新的思路。
1.一种基于铁掺杂氧化镍空穴传输层的反型钙钛矿太阳能电池，其特征在于，依次包括透明导电层、铁掺杂氧化镍空穴传输层、电子传输层、钙钛矿层、空穴阻挡层、银电极层；
2.根据权利要求1所述的基于铁掺杂氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述掺杂铁的氧化镍溅射靶材中铁的掺杂比例为0.5wt％～10wt％。
3.一种铁掺杂氧化镍空穴传输层的制备方法，其特征在于，所述铁掺杂氧化镍空穴传输层用于权利要求1或2任一所述的钙钛矿太阳能电池中，包括在磁控溅射腔室内放置透明导电层，在透明导电层表面使用掺杂铁的氧化镍溅射靶材进行溅射，加热处理得到铁掺杂氧化镍空穴传输层。
4.根据权利要求3所述的铁掺杂氧化镍空穴传输层的制备方法，其特征在于，所述透明导电层为ito衬底，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的铁掺杂氧化镍空穴传输层的制备方法，其特征在于，所述s2中设定值应小于或等于7×10-4pa；所述溅射靶材中的铁掺杂比例为0.5wt％～10wt％。
6.根据权利要求4所述的铁掺杂氧化镍空穴传输层的制备方法，其特征在于，所述s3中偏压清洗的参数设置为：偏压电压600v～800v，占空比60％～80％，清洗时间15min～30min。
7.根据权利要求4所述的铁掺杂氧化镍空穴传输层的制备方法，其特征在于，所述s4包括如下过程：
8.一种反型钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，基于权利要求3-7任一所述的铁掺杂氧化镍空穴传输层的制备方法制备得到的铁掺杂氧化镍空穴传输层，其制备过程如下：
9.根据权利要求8所述的反型钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿溶液的组分为cs0.05(fa0.95ma0.05)0.95pb(i0.95br0.05)3、浓度为1.4mol/l～1.6mol/l，所述钙钛矿溶液中添加有溶解剂，所述溶解剂为dmf:dmso＝(3～5):1；并将按比例配制的钙钛矿溶液在含有氮气的手套箱中搅拌3h～5h，再进行过滤得到目标钙钛矿溶液。
10.一种铁掺杂氧化镍空穴传输层在反型钙钛矿太阳能电池中的应用，其特征在于，所述反型钙钛矿太阳能电池的结构为透明导电层/铁掺杂氧化镍空穴传输层/电子传输层/钙钛矿层/空穴阻挡层/银电极层；
