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CN109216550A - 太阳能电池以及太阳能电池模块 - Google Patents

太阳能电池以及太阳能电池模块 Download PDF

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CN109216550A
CN109216550A CN201810584996.3A CN201810584996A CN109216550A CN 109216550 A CN109216550 A CN 109216550A CN 201810584996 A CN201810584996 A CN 201810584996A CN 109216550 A CN109216550 A CN 109216550A
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transport layer
solar cell
inorganic material
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藤村慎也
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

本发明提供可以具有高光电转换效率的太阳能电池以及太阳能电池模块。所述太阳能电池具有：第1电极；第1空穴传输层，其位于所述第1电极上且含有镍；无机材料层，其位于所述空穴传输层上且含有钛；光吸收层，其位于所述无机材料层上，与所述无机材料层接触并将光转换为电荷；以及第2电极，其位于所述光吸收层上且与所述第1电极相对置；其中，所述光吸收层含有在将A设定为1价阳离子、将M设定为2价阳离子、将X设定为1价阴离子时，用组成式AMX3表示的钙钛矿型化合物。

Description

太阳能电池以及太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及太阳能电池以及太阳能电池模块。本发明特别涉及使用钙钛矿型晶体作为光吸收材料的太阳能电池以及太阳能电池模块。
背景技术
近年来，正在进行太阳能电池的研究开发，该太阳能电池将用AMX3表示的具有钙钛矿型晶体结构及其类似的晶体结构的化合物(以下称之为“钙钛矿型化合物”)用作光吸收材料。在本说明书中，将使用了钙钛矿型化合物的太阳能电池称为“钙钛矿型太阳能电池”。
非专利文献1公开了一种具有反向层叠结构的钙钛矿型太阳能电池，其使用CH3NH3PbI3作为钙钛矿型材料，使用掺杂了锂和镁的氧化镍作为空穴传输材料，使用PCBM([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester：[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯)作为电子传输材料。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Wei Chen等10名，“SCIENCE”(美国)，2015年11月，第350卷，第6263号，p.944-948
发明内容
发明所要解决的课题
人们要求可以具有高光电转换效率的太阳能电池。
用于解决课题的手段
本发明的一方式涉及一种太阳能电池，其具有：第1电极；第1空穴传输层，其位于所述第1电极上且含有镍；无机材料层，其位于所述空穴传输层上且含有钛；光吸收层，其位于所述无机材料层上，与所述无机材料层接触并将光转换为电荷；以及第2电极，其位于所述光吸收层上且与所述第1电极相对置；其中，所述光吸收层含有在将A设定为1价阳离子、将M设定为2价阳离子、将X设定为1价阴离子时，用组成式AMX3表示的钙钛矿型化合物。
本发明的一方式涉及一种太阳能电池模块，其具有：基板；以及第1单元电池和第2单元电池，其位于所述基板上且相互串联连接；其中，所述第1单元电池和所述第2单元电池分别具有：第1电极，其位于所述基板上；第1空穴传输层，其位于所述第1电极上且含有镍；无机材料层，其位于所述空穴传输层上且含有钛；光吸收层，其位于所述无机材料层上，与所述无机材料层接触并将光转换为电荷；以及第2电极，其位于所述光吸收层上且与所述第1电极相对置；所述光吸收层含有在将A设定为1价阳离子、将M设定为2价阳离子、将X设定为1价阴离子时，用组成式AMX3表示的钙钛矿型化合物；所述第1单元电池的所述第1电极、所述空穴传输层以及所述无机材料层与所述第2单元电池的所述第1电极、所述空穴传输层以及所述无机材料层通过沟槽而分隔；所述第1单元电池的所述光吸收层在所述沟槽中与所述第1单元电池的所述空穴传输层以及所述第2单元电池的所述空穴传输层接触。
发明的效果
根据本发明的一方式，能够提供可以具有高光电转换效率的太阳能电池以及太阳能电池模块。
附图说明
图1是示意表示第1实施方式的太阳能电池的剖视图。
图2是示意表示第2实施方式的太阳能电池的剖视图。
图3是示意表示第3实施方式的太阳能电池的剖视图。
图4A是表示太阳能电池样品1的深度方向的元素分析结果的图。
图4B是表示太阳能电池样品2的深度方向的元素分析结果的图。
图4C是表示太阳能电池样品3的深度方向的元素分析结果的图。
图5A是表示太阳能电池样品1的进行EDS组成分析的结果的图。
图5B是表示太阳能电池样品1的进行EDS组成分析的结果的图。
图6A是表示太阳能电池样品2的进行EDS组成分析的结果的图。
图6B是表示太阳能电池样品2的进行EDS组成分析的结果的图。
图7是表示实施例2以及比较例1的太阳能电池的电流-电压特性的图。
图8是示意表示第4实施方式的太阳能电池模块的剖视图。
图9是示意表示第4实施方式的太阳能电池模块的剖视图。
符号说明：
1基板 2第1电极
3第1空穴传输层 4无机材料层
5光吸收层 6、26第2电极
7第2空穴传输层 8电子传输层
100、200、300太阳能电池
具体实施方式
成为本发明基础的见解如下所述。
钙钛矿型太阳能电池(以下简称为“太阳能电池”)可分为正向层叠结构和反向层叠结构。正向层叠结构在包含钙钛矿型化合物的光吸收层(以下称为“钙钛矿层”)的光入射侧配置电子传输层。例如，在透明电极上依次配置电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层以及上部电极(例如金属电极)。反向层叠结构在钙钛矿层的光入射侧配置空穴传输层。例如，在透明电极上依次配置空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层以及上部电极。
在正向层叠结构中，空穴传输层由于在钙钛矿层的形成后形成，因而作为空穴传输层的材料(空穴传输材料)，通常可以使用能够以低温工艺形成的有机材料。与此相对照，在反向层叠结构中，由于在形成钙钛矿层之前形成空穴传输层，因而可能以较高的温度形成空穴传输层，可以使用无机材料作为空穴传输材料。例如，非专利文献1公开了使用氧化镍作为空穴传输材料。
本发明人进行了研究，结果可知：具有反向层叠结构的以前的太阳能电池与正向层叠结构的太阳能电池相比，具有短路电流密度(Jsc)较低的倾向。其理由可以认为如下。
具有反向层叠结构的以前的太阳能电池在作为空穴传输层的NiO层上形成钙钛矿层。由于钙钛矿型液体对NiO层的润湿性较低，因而难以在NiO层上形成针孔等缺陷密度较低的钙钛矿型化合物。如果钙钛矿型化合物的缺陷密度较高，则钙钛矿层内的载流子的复合有可能增加。其结果是，短路电流密度Jsc降低，从而光电转换效率降低。此外，正向层叠结构在作为电子传输层的例如氧化钛(TiO2)层上形成钙钛矿层。钙钛矿型液体对TiO2层的润湿性比对NiO层的润湿性高，因而可以在TiO2层上形成缺陷密度较低的钙钛矿层。因此，上述的问题不会产生。
本发明人基于上述的见解而反复进行了研究，结果发现一种新型结构：其在反向层叠结构的太阳能电池中，通过降低钙钛矿层的缺陷密度，可以抑制光吸收层内的载流子复合。
本发明包括以下的项目所述的太阳能电池以及太阳能电池模块。
[项目1]
一种太阳能电池，其具有：
第1电极；
第1空穴传输层，其位于所述第1电极上且含有镍；
无机材料层，其位于所述空穴传输层上且含有钛；
光吸收层，其位于所述无机材料层上，与所述无机材料层接触并将光转换为电荷；以及
第2电极，其位于所述光吸收层上且与所述第1电极相对置；其中，
所述光吸收层含有在将A设定为1价阳离子、将M设定为2价阳离子、将X设定为1价阴离子时，用组成式AMX3表示的钙钛矿型化合物。
[项目2]
根据项目1所述的太阳能电池，其中，所述第1空穴传输层进一步含有镁。
[项目3]
根据项目1或2所述的太阳能电池，其中，所述第1空穴传输层进一步含有锂。
[项目4]
根据项目3所述的太阳能电池，其中，
所述太阳能电池进一步具有位于所述第1空穴传输层和所述无机材料层之间且含有镍和锂的第2空穴传输层；
所述第2空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比小于所述第1空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比。
[项目5]
根据项目3所述的太阳能电池，其中，所述太阳能电池进一步具有位于所述第1空穴传输层和所述无机材料层之间、含有镍且实质上不含有锂的第2空穴传输层。
[项目6]
根据项目1～5中任1项所述的太阳能电池，其中，所述第1空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比为1％～30％。
[项目7]
根据项目6所述的太阳能电池，其中，所述第1空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比为5％～20％。
[项目8]
根据项目1～7中任1项所述的太阳能电池，其中，所述无机材料层比所述第1空穴传输层薄。
[项目9]
根据项目1～8中任1项所述的太阳能电池，其中，所述无机材料层的厚度为1nm～20nm。
[项目10]
根据项目9所述的太阳能电池，其中，所述无机材料层的厚度为3nm～10nm。
[项目11]
一种太阳能电池模块，其具有：
基板；以及
第1单元电池和第2单元电池，其位于所述基板上且相互串联连接；其中，
所述第1单元电池和所述第2单元电池各自包括：
第1电极，其位于所述基板上；
第1空穴传输层，其位于所述第1电极上且含有镍；
无机材料层，其位于所述空穴传输层上且含有钛；
光吸收层，其位于所述无机材料层上，与所述无机材料层接触并将光转换为电荷；以及
第2电极，其位于所述光吸收层上且与所述第1电极相对置；
所述光吸收层含有在将A设定为1价阳离子、将M设定为2价阳离子、将X设定为1价阴离子时，用组成式AMX3表示的钙钛矿型化合物；
所述第1单元电池的所述第1电极、所述空穴传输层以及所述无机材料层与所述第2单元电池的所述第1电极、所述空穴传输层以及所述无机材料层通过沟槽而分隔；
所述第1单元电池的所述光吸收层在所述沟槽中与所述第1单元电池的所述空穴传输层以及所述第2单元电池的所述空穴传输层接触。
[项目12]
根据项目11所述的太阳能电池模块，其中，所述第1空穴传输层进一步含有镁。
[项目13]
根据项目11或12所述的太阳能电池模块，其中，所述第1空穴传输层进一步含有锂。
[项目14]
根据项目13所述的太阳能电池模块，其中，
进一步具有配置于所述第1空穴传输层和所述无机材料层之间且含有镍和锂的第2空穴传输层；
所述第2空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比小于所述第1空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比。
[项目15]
根据项目13所述的太阳能电池模块，其中，进一步具有配置于所述第1空穴传输层和所述无机材料层之间、含有镍且实质上不含有锂的第2空穴传输层。
[项目16]
根据项目11～15中任1项所述的太阳能电池模块，其中，所述第1空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比为1％～30％。
[项目17]
根据项目16所述的太阳能电池模块，其中，所述第1空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比为5％～20％。
[项目18]
根据项目11～17中任1项所述的太阳能电池模块，其中，所述无机材料层比所述第1空穴传输层薄。
[项目19]
根据项目11～18中任1项所述的太阳能电池模块，其中，所述无机材料层的厚度为1nm～20nm。
[项目20]
根据项目19所述的太阳能电池模块，其中，所述无机材料层的厚度为3nm～10nm。
下面参照附图，就本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
图1是示意表示第1实施方式的太阳能电池100的剖视图。
如图1所示，太阳能电池100具有基板1、第1电极2、第1空穴传输层3、无机材料层4、光吸收层5以及第2电极6。
第1电极2具有透光性，光从基板1侧向太阳能电池100入射。第1空穴传输层3配置于光吸收层5的光入射侧。因此，太阳能电池100具有反向层叠结构。
第1空穴传输层3含有镍。
无机材料层4位于第1空穴传输层3上且含有钛。
光吸收层5将光转换为电荷。光吸收层5以与无机材料层4接触的方式配置于无机材料层4上。光吸收层5含有用组成式AMX3表示的钙钛矿型化合物，A为1价阳离子，M为2价阳离子，X为1价阴离子。
接着，就本实施方式的太阳能电池100的基本的作用效果进行说明。
如果向太阳能电池100照射光，则光吸收层5将光吸收，从而产生被激发的电子和空穴。该被激发的电子向第2电极6移动。另一方面，在光吸收层5产生的空穴经由无机材料层4而向第1空穴传输层3移动。第1空穴传输层3由于与第1电极2连接，因而在太阳能电池100中，能够以第1电极2为正极、第2电极6为负极而取出电流。
本实施方式由于在第1空穴传输层3和光吸收层5之间配置有无机材料层4，因而可以将无机材料层4作为基底层而形成光吸收层5。因此，可以适当地设定光吸收层5的材料液对基底层的润湿性、以及基底表面的形状。由此，与将第1空穴传输层3作为基底层而形成光吸收层5的情况相比，可以提高光吸收层5的钙钛矿型化合物的结晶性。其结果是，由于在光吸收层5内可以抑制产生载流子的复合，因而可以提高太阳能电池的光电转换效率。
下面就太阳能电池100的各构成要素进行说明。
[基板1]
基板1是太阳能电池100的辅助构成要素。基板1在构成太阳能电池100时，在物理学上将太阳能电池100的层叠的各层作为膜保持下来。基板1具有透光性。作为基板1，例如可以使用玻璃基板或者塑料基板(包括塑料薄膜)等。在后述的第1电极2可以将各层作为膜保持下来的情况下，也可以省略基板1。
[第1电极2]
第1电极2具有导电性。另外，第1电极2具有透光性。第1电极2例如能透过可见光以及近红外光。第1电极2可以使用透明且具有导电性的金属氧化物等材料来形成。透明且具有导电性的金属氧化物例如为铟-锡复合氧化物、掺杂了锑的氧化锡、掺杂了氟的氧化锡、掺杂了硼、铝、镓或者铟的氧化锌、或者它们的复合物。另外，第1电极2可以使用不透明的材料并设计可透过光的图案来形成。
作为可透过光的图案，例如可以列举出线状(条纹状)、波浪线状、格子状(网格状)、规则地或者不规则地排列有多个微细的贯通孔的冲孔金属状的图案、或者相对于它们进行了负片/正片反转的图案。如果第1电极2具有这些图案，则光可以透过不存在电极材料的部分。作为不透明的电极材料，例如可以列举出铂、金、银、铜、铝、铑、铟、钛、铁、镍、锡、锌、或者含有它们之中的任一种的合金。另外，也可以使用具有导电性的碳材料。
第1电极2的光的透过率例如为50％以上，也可以为80％以上。应透过的光的波长依赖于光吸收层5的吸收波长。第1电极2的厚度例如在1nm～1000nm的范围内。
[光吸收层5]
光吸收层5包含具有用组成式AMX3表示的钙钛矿型结构的化合物作为光吸收材料。A为一价阳离子。作为A的例子，可以列举出碱金属阳离子或者有机阳离子之类的一价阳离子。进一步具体地说，作为A的例子，可以列举出甲基铵阳离子(CH3NH3 +)、甲脒鎓阳离子(NH2CHNH2 +)、铯阳离子(Cs+)、铷阳离子(Rb+)。
B为2价阳离子。B例如为过渡金属或者第13族元素～第15族元素的2价阳离子。进一步具体地说，作为B的例子，可以列举出Pb2+、Ge2+、Sn2+。X为卤素阴离子等1价阴离子。
A、M、X各自的位点也可以被多种离子所占有。作为具有钙钛矿型结构的化合物的具体例子，可以列举出CH3NH3PbI3、CH3CH2NH3PbI3、NH2CHNH2PbI3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbCl3、CsPbI3、CsPbBr3、RbPbI3、RbPbBr3等。
光吸收层5的厚度虽然也取决于其光吸收的大小，但作为例子，可为100nm～1000nm。光吸收层5可以使用基于溶液的涂布法、或者共蒸镀法等来形成。另外，光吸收层5也可以处于一部分与电子传输层混在一起这样的形态。
[第1空穴传输层3]
第1空穴传输层3包含半导体。第1空穴传输层3也可以是无机p型半导体。作为无机p型半导体的例子，可以列举出氧化镍、以及将氧化镍中的镍的一部分用其它元素置换而成的材料。作为置换元素，例如可以列举出锂、镁。
第1空穴传输层3也可以进一步含有锂。第1空穴传输层3中锂相对于全部金属元素的原子数比既可以为1％～30％，也可以为5％～20％。第1空穴传输层3也可以由将氧化镍中的镍的一部分用锂置换而成的材料构成。如果将氧化镍中的镍的一部分用锂置换，则可以更加提高载流子密度，因而可以提高导电性。置换镍的锂量(锂的置换量)例如用第1空穴传输层3中锂相对于全部金属元素的原子数比来表示，既可以为1％～30％，也可以为5％～20％。通过将锂的置换量设定在上述范围内，可以兼顾第1空穴传输层3的导电性的提高和光透射性的确保。
第1空穴传输层3也可以进一步含有镁。第1空穴传输层3中镁相对于全部金属元素的原子数比既可以为1％～30％，也可以为5％～20％。第1空穴传输层3也可以由将氧化镍中的镍的一部分用镁置换而成的材料构成。如果将氧化镍中的镍的一部分用镁置换，则可以提高第1空穴传输层3的光透射性。另外，由于可以使价带的能级更为加深，因而可以提高空穴传输性。置换镍的镁量(置换量)例如用第1空穴传输层3中镁相对于全部金属元素的原子数比来表示，既可以为1％～30％，也可以为5％～20％。通过将镁的置换量设定在上述范围内，可以确保第1空穴传输层3的高结晶性，而且可以提高第1空穴传输层3的光透射性以及空穴传输性。
第1空穴传输层3也可以含有锂和镁这两者。第1空穴传输层3中锂和镁的合计相对于全部金属元素的原子数比既可以为1％～30％，也可以为5％～20％。也可以将氧化镍中的镍的一部分用锂置换，将其它一部分用镁置换。在此情况下，锂和镁的置换量的合计例如既可以为1％～30％，也可以为5％～20％。
此外，如前所述，在正向层叠结构中，空穴传输层通常可以使用能够用低温工艺形成的有机材料。在正向层叠结构中，如果在构成空穴传输层的有机材料中添加Li、Mg等金属元素，则Li等有可能因温度上升而向光吸收层扩散，从而使太阳能电池的可靠性降低。与此相对照，在反向层叠结构中，由于在形成光吸收层5之前形成第1空穴传输层3，因而可能以较高的温度形成第1空穴传输层3，从而第1空穴传输层3可以使用无机材料。即使在构成第1空穴传输层3的无机材料中添加Li、Mg等金属元素作为置换元素，Li等也难以向光吸收层5扩散。这是因为在反向层叠结构中，由于以较高的温度形成第1空穴传输层3，因而添加元素的Li、Mg等置换成原金属元素的晶格位置而进行配置。因此，可以确保太阳能电池的可靠性，而且可以改善空穴传输性。
第1空穴传输层3的厚度可以为1nm～50nm，也可以为5nm～20nm。通过在这样的范围内设定第1空穴传输层3的厚度，可以抑制第1空穴传输层3的电阻，而且可以充分表现出第1空穴传输层3的空穴传输性。
作为第1空穴传输层3的形成方法，可以采用涂布法或者印刷法。作为涂布法，例如可以列举出刮刀法、棒涂法、喷涂法、浸渍涂布法、旋转涂布法。作为印刷法，例如可以列举出丝网印刷法。另外，也可以根据需要，设计为混合多种材料而制作第1空穴传输层3，然后进行加压或者烧成等。在第1空穴传输层3的材料为有机低分子体或无机半导体的情况下，也可以采用真空蒸镀法以及溅射法等来制作。
[无机材料层4]
无机材料层4成为形成光吸收层5时的基台(基底层)。无机材料层4可以含有光吸收层5的材料液的润湿性高(亲水性高)的材料。在本实施方式中，无机材料层4主要含有钛(Ti)。特别地，优选含有作为无机n型半导体材料的氧化钛。无机材料层4除钛以外，例如也可以含有Al、In、Ga、Cr、Mo、W、Zr、Hf、Nb、Ta、Zn等金属元素的氧化物材料。
无机材料层4例如也可以比第1空穴传输层3薄。通过使无机材料层4比第1空穴传输层3薄，不会阻碍从光吸收层5向第1空穴传输层3的空穴传输而可以提高光吸收层5的材料液对基底表面的润湿性，因而能够提高光吸收层5的结晶性。
无机材料层4的厚度可以为1nm～20nm，也可以为3nm～10nm。通过将无机材料层4的厚度设定为20nm以下，不会阻碍从光吸收层5向第1空穴传输层3的空穴传输而可以获得光电转换效率上升的效果。
[第2电极6]
第2电极6具有导电性。第2电极6也可以不具有透光性。第2电极6被配置为夹持着光吸收层5而与第1电极2相对置。也就是说，第2电极6相对于光吸收层5，配置于第1电极2的相反侧。
第2电极6与光吸收层5没有形成欧姆接触。再者，第2电极6具有对于来自光吸收层5的空穴的阻挡性。所谓对于来自光吸收层5的空穴的阻挡性，是指仅使在光吸收层5产生的电子通过而不使空穴通过的性质。所谓具有这样的性质的材料，是指费米能级比光吸收层5的价带下端的能级低的材料。作为具体的材料，可以列举出铝。
(第2实施方式)
本实施方式的太阳能电池200在进一步具有第2空穴传输层这一点上与第1实施方式的太阳能电池100不同。
下面就太阳能电池200进行说明。对具有与就太阳能电池100进行过说明的构成要素相同的功能和构成的构成要素标注共同的符号并省略其说明。
本实施方式的太阳能电池200如图2所示，具有基板1、第1电极2、第1空穴传输层3、第2空穴传输层7、无机材料层4、光吸收层5以及第2电极6。
第2空穴传输层7配置于第1空穴传输层3和无机材料层4之间。
第1空穴传输层3以及第2空穴传输层7也可以都含有镍和锂。在此情况下，第2空穴传输层7中锂相对于全部金属元素的原子数比(例如锂的置换量)也可以小于第1空穴传输层3中锂相对于全部金属元素的原子数比。例如，作为第1空穴传输层3以及第2空穴传输层7的材料，可以使用将氧化镍中的镍的一部分置换成锂的材料。在此情况下，第2空穴传输层7中的锂的置换量也可以少于第1空穴传输层3中的锂置换量。
或者，也可以是第1空穴传输层3含有镍和锂，第2空穴传输层7含有镍且实质上不含有锂。所谓“实质上不含有锂”，意味着不是主动地添加锂而形成。所谓“实质上不含有锂”，例如是指锂的含量以重量比计低于0.05％。例如，第1空穴传输层3的材料也可以是将氧化镍中的镍的一部分用其它元素置换而成的材料，第2空穴传输层7的材料也可以是不用锂进行置换的氧化镍。
接着，就本实施方式的太阳能电池200的基本的作用效果进行说明。
如果向太阳能电池200照射光，则光吸收层5将光吸收，从而产生被激发的电子和空穴。该被激发的电子向第2电极6移动。另一方面，在光吸收层5产生的空穴依次经由无机材料层4以及第2空穴传输层7而向第1空穴传输层3移动。第1空穴传输层3由于与第1电极2连接，因而在太阳能电池100中，能够以第1电极2为正极、第2电极6为负极而取出电流。
在本实施方式中，在第1空穴传输层3和无机材料层4之间设置有第2空穴传输层7。第2空穴传输层7例如使用锂相对于全部金属元素的原子数比少于第1空穴传输层3的材料。第2空穴传输层7中锂的掺杂量也可以比第1空穴传输层3少。由此，例如可以设定第2空穴传输层7的价带的能级，从而使其位于第1空穴传输层3的价带的能级和光吸收层5的价带的能级之间。因此，可以使空穴更容易从光吸收层5向第1电极2移动。
第2空穴传输层7可以用与第1空穴传输层3同样的材料构成。例如，作为第1空穴传输层3以及第2空穴传输层7的材料，也可以使用氧化镍或者将氧化镍中的镍的一部分置换成锂的材料，并使第2空穴传输层7中锂的置换量少于第1空穴传输层3中锂的置换量。由此，可以使第2空穴传输层7内存在的载流子复合中心比第1空穴传输层3内少。通过将这样的第2空穴传输层7配置在第1空穴传输层3的光吸收层5侧，便可以降低在光吸收层5产生的空穴因复合而消失的可能性。
第2空穴传输层7中锂和镁的合计相对于全部金属元素的原子数比例如既可以为0％～15％，也可以为0％～10％。
第2空穴传输层7的厚度可以为1nm～10nm，也可以为2nm～5nm。通过在这样的范围内设定第2空穴传输层7的厚度，便可以将第2空穴传输层7的电阻抑制在较小的水平，而且可以充分表现出空穴传输性。
本实施方式的空穴传输层并不局限于包括第1空穴传输层3以及第2空穴传输层7的2层结构。空穴传输层例如也可以具有包括第1空穴传输层3以及第2空穴传输层7的3层以上的层叠结构。或者，空穴传输层也可以不具有层叠结构。例如，空穴传输层从基板1侧向光吸收层5侧，也可以是锂的比例(锂相对于全部金属元素的原子数比)阶段性地或连续地减少的层。这样的空穴传输层例如可以采用喷涂法、旋转涂布法以及溅射法等公知的方法来形成。
(第3实施方式)
本实施方式的太阳能电池300在进一步具有电子传输层这一点上与第1实施方式的太阳能电池100不同。
下面就太阳能电池300进行说明。对具有与就太阳能电池100进行过说明的构成要素相同的功能和构成的构成要素标注共同的符号并省略其说明。
本实施方式的太阳能电池300如图3所示，具有基板1、第1电极2、第1空穴传输层3、无机材料层4、光吸收层5、电子传输层8以及第2电极26。电子传输层8位于光吸收层5和第2电极26之间。
接着，就本实施方式的太阳能电池300的基本的作用效果进行说明。
如果向太阳能电池300照射光，则光吸收层5将光吸收，从而产生被激发的电子和空穴。该被激发的电子经由电子传输层8而向第2电极26移动。另一方面，在光吸收层5产生的空穴经由无机材料层4而向第1空穴传输层3移动。第1空穴传输层3由于与第1电极2连接，因而在太阳能电池300中，能够以第1电极2为正极、第2电极26为负极而取出电流。
[第2电极26]
第2电极26具有导电性。第2电极26也可以设计为与第2电极6同样的构成。在本实施方式中，为了利用电子传输层8，第2电极26对于来自第1钙钛矿型化合物的空穴也可以不具有阻挡性。也就是说，第2电极26的材料也可以是与钙钛矿型化合物进行欧姆接触的材料。
[电子传输层8]
电子传输层8包含半导体。电子传输层8也可以是带隙为3.0eV以上的半导体。通过采用带隙为3.0eV以上的物质来形成电子传输层8，可以使可见光以及红外光透过直至光吸收层5。作为半导体的例子，可以列举出有机或者无机n型半导体。作为有机n型半导体，可以列举出酰亚胺化合物、醌化合物、以及富勒烯及其衍生物等。另外，作为无机半导体，例如可以使用金属元素的氧化物、钙钛矿型氧化物。作为金属元素的氧化物，例如可以使用Cd、Zn、In、Pb、Mo、W、Sb、Bi、Cu、Hg、Ti、Ag、Mn、Fe、V、Sn、Zr、Sr、Ga、Cr的氧化物。作为更具体的例子，可以列举出TiO2。作为钙钛矿型氧化物，例如可以使用SrTiO3、CaTiO。另外，电子传输层8也可以由带隙大于6eV的物质来形成。作为带隙大于6eV的物质，可以列举出氟化锂或者氟化钙等碱金属或者碱土类金属的卤化物、氧化镁等碱金属氧化物、二氧化硅等。在此情况下，为了确保电子传输层8的电子传输性，电子传输层8被构成为大概10nm以下。电子传输层8也可以具有包含材料不同的多个层的层叠结构。
(太阳能电池的分析方法)
关于具有在上述的实施方式中说明过的构成的太阳能电池，作为鉴定各层的构成元素以及各层的厚度的方法，可以列举出以下的方法。
可以进行各层的深度方向的元素分析。作为深度方向的元素分析法，例如可以列举出飞行时间型二次离子质谱(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry：TOF-SIMS)。
另外，对于通过例如使用聚焦离子束(Focused Ion Beam：FIB)等的微细加工而能够测定断面形状的样品，采用电子显微镜(Scanning Electron Microscope：SEM或者Transmission Electron Microscope：TEM)进行观察，由此便可以鉴定各层的厚度。采用基于与这样的形状观察同时进行的能量色散型X射线分析(Energy Dispersive X-raySpectrometry：EDS)的元素分析，可以鉴定各层的构成元素。
再者，由于光吸收层5的钙钛矿型化合物容易采用二甲亚砜等有机溶剂进行溶解，因而使用有机溶剂，可以从基板1上简单地除去太阳能电池中的光吸收层5以及在比光吸收层5更靠上方形成的电子传输层8、缓冲层、第2电极6。因此，从基板1上除去光吸收层5及其上层而使无机材料层4的表面露出，然后例如采用X射线光电子能谱方法(X-rayPhotoelectron Spectroscopy：XPS)，可以进行无机材料层4的构成元素的鉴定。此后，例如通过用离子束蚀刻除去无机材料层4(或者无机材料层4以及第2空穴传输层7)，便可以鉴定在比无机材料层4更靠下方(即基板1侧)形成的第2空穴传输层7以及第1空穴传输层3的构成元素。
下面例示出基于上述方法的具体的分析结果。
[基于TOF-SIMS的深度方向元素分析]
图4A～4C是分别表示基于TOF-SIMS的太阳能电池样品1～3的深度方向的元素分析结果的图。横轴为距第2电极表面的深度，纵轴为强度(离子计数)。分析中使用的太阳能电池样品1的构成如下所述。第2电极6：Al/光吸收层5：CH3NH3PbI3/无机材料层4：TiOx/第2空穴传输层7：Ni-O/第1空穴传输层3：NiLi-O/第1电极2：ITO。
太阳能电池样品2除了不具有无机材料层4这一点以外，具有与太阳能电池样品1相同的构成。太阳能电池样品3除了不具有无机材料层4以及第2空穴传输层7这一点以外，具有与太阳能电池样品1相同的构成。
如图4A所示，在具有无机材料层4的太阳能电池样品1中，检测出Ti。Ti的峰P1位于Ni的峰P2和光吸收层5中含有的Pb的峰P3之间。可知厚度方向的Ti的峰P1的位置和Ni的峰P2的位置稍稍偏移，两者的位置(深度)有差别。另一方面，如图4B以及图4C所示，在不具有无机材料层的太阳能电池样品2、3中，没有检测出在Ni的峰P2和Pb的峰P3之间具有峰的Ti。因此，可知采用该分析方法，可以确认含有Ti的无机材料层的有无。
此外，在图4C所示的太阳能电池样品2中，Ni以及Li的浓度分布在大致相同的深度具有峰P2、P4。与此相对照，在图4A以及图4B中，Ni的峰P2与Li的峰P4相比，更位于光吸收层5侧。由此可知：在太阳能电池样品1、3中，关于Li的添加量，光吸收层5侧比第2电极6侧小。
[断面STEM-EDS组成分析结果]
图5A以及图5B是分别对于上述太阳能电池样品1，表示通过扫描型透射电子显微镜(Scanning Transmission Electron Microscope；STEM)而进行EDS组成分析的结果的图，分别示出了Ti以及Ni的分析结果。图6A以及图6B是分别对于上述太阳能电池样品2，表示通过STEM而进行EDS组成分析的结果的图，分别示出了Ti以及Ni的分析结果。
由图5A以及图5B可知：在太阳能电池样品1中，于检测出Ni的层上存在含有Ti的层。另一方面，由图6A以及图6B可知：在太阳能电池样品2中，没有检测出Ti。此外，在图5A以及图6A中，白点状的部分散布在样品的大致整个断面，但它们为噪声，并不表示Ti的存在。
(实施例)
下面通过实施例，就本发明进行具体的说明。制作出实施例1～8以及比较例1～3的太阳能电池，对其特性进行了评价。此外，各实施例以及各比较例的太阳能电池中各层的构成元素以及厚度通过断面TEM观察、EDS分析以及XPS分析加以确认。
首先，就各实施例以及比较例的太阳能电池的构成以及制作方法进行说明。
[实施例1]
实施例1的太阳能电池具有与图3所示的太阳能电池300实质上相同的结构。但是，在电子传输层8和第2电极26之间具有缓冲层。实施例1的太阳能电池中各构成要素的材料以及厚度如以下所示。
基板1：玻璃基板、厚度：0.7mm
第1电极2：氟掺杂SnO2层(表面电阻：10Ω/sq.)
第1空穴传输层3：Ni0.9Li0.1O、厚度：10nm
无机材料层4：TiOx、厚度：5nm
光吸收层5：CH3NH3PbI3、厚度：300nm
电子传输层8：PCBM、厚度：40nm
缓冲层：Ti0.9Nb0.1O2、厚度：10nm
第2电极26：Al、厚度：100nm
实施例1的太阳能电池的制作方法如下所述。
首先，准备在表面具有作为第1电极2发挥作用的透明导电层的导电性基板。导电性基板是使基板1和第1电极2一体化的基板。在本实施例中，作为导电性基板，使用在表面具有氟掺杂SnO2层的厚度为0.7mm的导电性玻璃基板(日本板硝子生产)。
接着，在作为第1电极2的氟掺杂SnO2层上，形成厚度大约为10nm的Ni0.9Li0.1O层作为第1空穴传输层3。Ni0.9Li0.1O层是使用水溶液并采用喷涂法形成的，所述水溶液是为了成为所希望的膜组成，将0.1mol/L的硝酸镍·六水合物的水溶液以及0.1mol/L的硝酸锂的水溶液混合而成的。喷涂中的基板温度为500℃。
接着，在作为第1空穴传输层3的Ni0.9Li0.1O层上，形成厚度大约为5nm的TiOx层作为无机材料层4。TiOx层是通过在Ni0.9Li0.1O层的表面涂布20mmol/L的TiCl4水溶液，然后于70℃下进行30分钟的热处理而形成的。
接着，在作为无机材料层4的TiOx层上，形成CH3NH3PbI3层作为光吸收层5。具体地说，首先，制作出以1mol/L的浓度含有PbI2、以及以1mol/L的浓度含有碘化甲基铵(CH3NH3I)的二甲亚砜(DMSO)溶液。接着，采用旋转涂布法，在形成有TiOx层的基板1上涂布DMSO溶液。此后，通过在100℃的热板上进行热处理，便得到光吸收层5。此外，设定旋转涂布的转速，从而使光吸收层5的厚度大约为300nm。另外，为了促进热处理时的光吸收层5的晶体化，在从旋转涂布开始大约25秒钟后，于旋转中的基板1上滴加甲苯。
接着，在作为光吸收层5的CH3NH3PbI3层上，形成厚度大约为40nm的PCBM([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)层作为电子传输层8。PCBM层使用50mmol/L的PCBM的氯苯溶液，采用旋转涂布法而形成。
接着，在作为电子传输层8的PCBM层上，形成厚度大约为10nm的Ti0.9Nb0.1O2层作为缓冲层。为了成为所希望的膜组成，将5μmol/L的异丙氧基钛的甲醇溶液以及5μmol/L的乙醇铌的甲醇溶液混合而得到混合甲醇溶液，采用旋转涂布法将该混合甲醇溶液涂布在PCBM层上，然后进行涂布过的溶液的水解，由此便得到Ti0.9Nb0.1O2层。
此外，光吸收层5、电子传输层8以及缓冲层的形成中使用的溶液的制作、旋转涂布、热处理等工艺全部在手套箱内，于氮气氛中进行。
最后，在作为缓冲层的Ti0.9Nb0.1O2层上，采用电阻加热蒸镀形成厚度大约为100nm的Al层作为第2电极26。这样一来，便得到实施例1的太阳能电池。
[实施例2]
制作出与图2所示的太阳能电池200具有实质上相同的结构的太阳能电池。但是，在光吸收层5和第2电极26之间依次设置有电子传输层8以及缓冲层。实施例2的太阳能电池中各构成要素的材料以及厚度如以下所示。
基板1：玻璃基板、厚度：0.7mm
第1电极2：氟掺杂SnO2层(表面电阻：10Ω/sq.)
第1空穴传输层3：Ni0.9Li0.1O、厚度：10nm
第2空穴传输层7：NiO、厚度：5nm
无机材料层4：TiOx、厚度：5nm
光吸收层5：CH3NH3PbI3、厚度：300nm
电子传输层8：PCBM、厚度：40nm
缓冲层：Ti0.9Nb0.1O2、厚度：10nm
第2电极26：Al、厚度：100nm
实施例2的太阳能电池的制作方法如下所述。
首先，采用与实施例1的太阳能电池同样的方法，在表面具有第1电极2的导电性基板上形成第1空穴传输层3。
接着，在作为第1空穴传输层3的Ni0.9Li0.1O层上，形成厚度大约为5nm的NiO层作为第2空穴传输层7。在本实施例中，采用旋转涂布法将0.3mol/L的醋酸镍·四水合物的2-甲氧基乙醇溶液涂布在Ni0.9Li0.1O层上，然后在大气中于550℃的温度下对涂布过的溶液进行烧成，从而形成NiO层。
接着，采用与实施例1的太阳能电池同样的方法，在作为第2空穴传输层7的NiO层上形成无机材料层4、光吸收层5、电子传输层8、缓冲层以及第2电极26，从而得到实施例2的太阳能电池。
[实施例3]
形成厚度大约为10nm的NiO层作为第1空穴传输层3，除此以外，采用与实施例1同样的方法制作出实施例3的太阳能电池。NiO层使用0.1mol/L的硝酸镍·六水合物的水溶液，采用喷涂法而形成。第1空穴传输层3以外的构成要素设定为与实施例1同样。
[实施例4]
形成厚度大约为10nm的Ni0.8Mg0.2O层作为第1空穴传输层3，除此以外，采用与实施例1同样的方法制作出实施例4的太阳能电池。Ni0.8Mg0.2O层是使用水溶液并采用喷涂法形成的，所述水溶液是为了成为所希望的膜组成，将0.1mol/L的硝酸镍·六水合物的水溶液以及0.1mol/L的硝酸镁·六水合物的水溶液混合而成的。第1空穴传输层3以外的构成要素设定为与实施例1同样。
[实施例5]
形成厚度大约为10nm的Ni0.7Li0.1Mg0.2O层作为第1空穴传输层3，除此以外，采用与实施例1同样的方法制作出实施例5的太阳能电池。Ni0.7Li0.1Mg0.2O层是使用水溶液并采用喷涂法形成的，所述水溶液是为了成为所希望的膜组成，将0.1mol/L的硝酸镍·六水合物、硝酸锂、以及硝酸镁·六水合物的水溶液混合而成的。第1空穴传输层3以外的构成要素设定为与实施例1同样。
[实施例6]
形成厚度大约为3nm的TiOx层作为无机材料层4，除此以外，采用与实施例1同样的方法制作出实施例6的太阳能电池。无机材料层4以外的构成要素设定为与实施例1同样。
[实施例7]
形成厚度大约为3nm的TiOx层作为无机材料层4，除此以外，采用与实施例1同样的方法制作出实施例7的太阳能电池。无机材料层4以外的构成要素设定为与实施例1同样。
[实施例8]
形成厚度大约为10nm的Ni0.8Li0.2O层作为第1空穴传输层3，并形成厚度大约为5nm的Ni0.75Li0.05Mg0.20O层作为第2空穴传输层7，除此以外，采用与实施例2的太阳能电池同样的方法制作出实施例8的太阳能电池。第1空穴传输层3的Ni0.8Li0.2O层是使用水溶液并采用喷涂法形成的，所述水溶液是为了成为所希望的膜组成，将0.1mol/L的硝酸镍·六水合物的水溶液以及0.1mol/L的硝酸锂的水溶液混合而成的。另外，第2空穴传输层7的Ni0.75Li0.05Mg0.20O层采用如下的方法来形成：为了成为所希望的膜组成，将0.3mol/L的醋酸镍·四水合物、0.3mol/L的醋酸锂·二水合物以及0.3mol/L的醋酸镁·四水合物的2-甲氧基乙醇溶液混合而得到混合溶液，采用旋转涂布法涂布该混合溶液，然后在大气中进行550℃的烧成。此外，第1空穴传输层3以及第2空穴传输层7以外的构成要素设定为与实施例2同样。
[比较例1]
比较例1的太阳能电池不具有无机材料层4，除此以外，具有与实施例1的太阳能电池同样的构成。比较例1的太阳能电池中各构成要素的材料以及厚度如以下所示。
基板1：玻璃基板、厚度：0.7mm
第1电极2：氟掺杂SnO2层(表面电阻：10Ω/sq.)
第1空穴传输层3：Ni0.9Li0.1O、厚度：10nm
光吸收层5：CH3NH3PbI3、厚度：300nm
电子传输层8：PCBM、厚度：40nm
缓冲层：Ti0.9Nb0.1O2、厚度：10nm
第2电极26：Al、厚度：100nm
比较例1的太阳能电池的制作方法如下所述。
首先，采用与实施例1的太阳能电池同样的方法，在表面具有第1电极2的导电性基板上形成第1空穴传输层3。
接着，采用与实施例1同样的方法，在第1空穴传输层3的Ni0.9Li0.1O层上形成厚度大约为300nm的CH3NH3PbI3层作为光吸收层5。然后，采用与实施例1同样的方法，形成电子传输层8、缓冲层以及第2电极26，从而得到比较例1的太阳能电池。
[比较例2]
形成厚度大约为10nm的Ni0.8Li0.2O层作为第1空穴传输层3，除此以外，采用与比较例1同样的方法，制作出比较例2的太阳能电池。第1空穴传输层3以外的构成要素设定为与比较例1同样。
[比较例3]
形成厚度大约为10nm的Ni0.8Li0.1Mg0.1O层作为第1空穴传输层3，除此以外，采用与比较例1同样的方法，制作出比较例3的太阳能电池。第1空穴传输层3以外的构成要素设定为与比较例1同样。
[太阳能电池的评价]
对于实施例1～8以及比较例1～3的太阳能电池，使用太阳模拟器照射照度为100mW/cm2的光，从而对电流-电压特性进行了测定。另外，根据稳定化后的电流-电压特性，求出各太阳能电池的开路电压(V)、短路电流密度(mA/cm2)、曲线因子、转换效率(％)。
评价结果如表1所示。另外，实施例2以及比较例1的太阳能电池的电流―电压特性的测定结果如图7所示。
如表1所示，在具有无机材料层4的实施例1～8的太阳能电池中，可以得到短路电流大于15mA/cm2、转换效率也高于8％的良好的结果。另一方面，在不具有无机材料层4的比较例1～3的太阳能电池中，短路电流密度比实施例1～8的太阳能电池有所降低，转换效率也有所降低。
由以上的结果可知：在使用了含有镍的空穴传输层的反向层叠结构的太阳能电池中，通过在第1空穴传输层3和光吸收层5之间配置含有钛的无机材料层4，可以提高光电转换效率。另外，已经确认如果第1空穴传输层3进一步含有Li和/或Mg，则可以进一步提高光电转换效率。再者，还确认如果在第1空穴传输层3和无机材料层4之间配置Li的比例小于第1空穴传输层3的第2空穴传输层7，则光电转换效率的进一步提高成为可能。
(第4实施方式)
本实施方式的太阳能电池模块400是将实施方式3的太阳能电池300作为单元电池30串联连接而成的集成型太阳能电池模块。
太阳能电池模块400如图8所示，具有基板1、第1电极2、第1空穴传输层3、无机材料层4、光吸收层5、电子传输层8以及第2电极26。
第1电极2、第1空穴传输层3以及无机材料层4通过第1分割沟槽17而分别分割成多个第1电极32、第1空穴传输层33以及无机材料层34。光吸收层5以及电子传输层8通过第2分割沟槽18而分别分割成多个光吸收层35以及电子传输层38。第2电极26通过第3分割沟槽19而分割成多个第2电极36。此外，第3分割沟槽19也可以形成于光吸收层5以及电子传输层8上。第1分割沟槽17、第2分割沟槽18以及第3分割沟槽19例如也能够以条纹状延伸。这些沟槽也能够以相互大致平行的方式形成。
多个单元电池30各自具有由第1电极32、第1空穴传输层33、无机材料层34、光吸收层35、电子传输层38以及第2电极36依次层叠而成的层叠结构。从基板1的法线方向上看，以与第1电极32、第1空穴传输层33以及无机材料层34重叠的方式配置第2分割沟槽18。在第2分割沟槽18内，配置有相邻的单元电池30的第2电极36。第1电极32在第2分割沟槽18内，与相邻的单元电池30的第2电极36电连接。也就是说，第2分割沟槽18作为单电池连接用沟槽发挥作用。
这样一来，各单元电池30为具有形成结的第1空穴传输层33、无机材料层34、光吸收层35以及电子传输层38、和作为输出端子的第1电极32以及第2电极36的独立的太阳能电池。某一单元电池30的第1电极32与两侧相邻的单元电池30中的一个单元电池30的第2电极36电连接。相同的单元电池30的第2电极层36与相邻的单元电池30中的另一个单元电池30的第1电极32电连接。这样一来，多个单元电池30串联连接在一起。另外，在这样的具有多个单元电池30的太阳能电池模块400中，形成于无机材料层34上的光吸收层35与无机材料层34的下层即第1电极32以及第1空穴传输层33在第1分割沟槽17接触。
此外，在本实施方式的太阳能电池模块400中，也可以在第2分割沟槽18的底部设置用于连接第1电极32和第1电极36的连接部。
图9所示的太阳能电池模块500在具有连接部50这一点上与图8所示的太阳能电池模块400不同。连接部50是位于第2分割沟槽18的底部、且介于第1电极32、第1空穴传输层33以及无机材料层34之间的部分。也就是说，在无机材料层34以及空穴传输层35中，俯视看来与第2分割沟槽18重叠的部分为连接部50。
连接部50因杂质金属原子的混入而比其它部分更加低电阻化。因此，可以得到能够使单元电池间的电阻降低的效果。在这样的太阳能电池模块500中，光吸收层35也与第1电极32以及第1空穴传输层33在第1分割沟槽17接触。
此外，在本实施方式中，作为一个例子，就包含实施方式3的太阳能电池300作为单元电池30的集成型太阳能电池模块进行了说明。但是，也可以将实施方式1或者2的太阳能电池设定为单元电池30。另外，例如在包含实施方式2的太阳能电池300作为单元电池30的情况下，光吸收层35也可以与无机材料层34的下层即第1电极32、第1空穴传输层33以及第2空穴传输层在第1分割沟槽17接触。
产业上的可利用性
本发明的太阳能电池例如作为设置在屋顶上的太阳能电池是有用的。另外，作为光检测器也是有用的。也可以用于图像传感。

Claims (20)

1.一种太阳能电池，其具有：
第1电极；
第1空穴传输层，其位于所述第1电极上且含有镍；
无机材料层，其位于所述空穴传输层上且含有钛；
光吸收层，其位于所述无机材料层上，与所述无机材料层接触并将光转换为电荷；以及
第2电极，其位于所述光吸收层上且与所述第1电极相对置；其中，
所述光吸收层含有在将A设定为1价阳离子、将M设定为2价阳离子、将X设定为1价阴离子时，用组成式AMX3表示的钙钛矿型化合物。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第1空穴传输层进一步含有镁。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第1空穴传输层进一步含有锂。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，
所述太阳能电池进一步具有位于所述第1空穴传输层和所述无机材料层之间且含有镍和锂的第2空穴传输层；
所述第2空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比小于所述第1空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，所述太阳能电池进一步具有位于所述第1空穴传输层和所述无机材料层之间、含有镍且实质上不含有锂的第2空穴传输层。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述第1空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比为1％～30％。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其中，所述第1空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比为5％～20％。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述无机材料层比所述第1空穴传输层薄。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述无机材料层的厚度为1nm～20nm。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，所述无机材料层的厚度为3nm～10nm。
11.一种太阳能电池模块，其具有：
基板；以及
第1单元电池和第2单元电池，其位于所述基板上且相互串联连接；其中，
所述第1单元电池和所述第2单元电池各自包括：
第1电极，其位于所述基板上；
第1空穴传输层，其位于所述第1电极上且含有镍；
无机材料层，其位于所述空穴传输层上且含有钛；
光吸收层，其位于所述无机材料层上，与所述无机材料层接触并将光转换为电荷；以及
第2电极，其位于所述光吸收层上且与所述第1电极相对置；其中，
所述光吸收层含有在将A设定为1价阳离子、将M设定为2价阳离子、将X设定为1价阴离子时，用组成式AMX3表示的钙钛矿型化合物；
所述第1单元电池的所述第1电极、所述空穴传输层以及所述无机材料层与所述第2单元电池的所述第1电极、所述空穴传输层以及所述无机材料层通过沟槽而分隔；
所述第1单元电池的所述光吸收层在所述沟槽中与所述第1单元电池的所述空穴传输层以及所述第2单元电池的所述空穴传输层接触。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池模块，其中，所述第1空穴传输层进一步含有镁。
13.根据权利要求11所述的太阳能电池模块，其中，所述第1空穴传输层进一步含有锂。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池模块，其中，
进一步具有配置于所述第1空穴传输层和所述无机材料层之间且含有镍和锂的第2空穴传输层；
所述第2空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比小于所述第1空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比。
15.根据权利要求13所述的太阳能电池模块，其中，进一步具有配置于所述第1空穴传输层和所述无机材料层之间、含有镍且实质上不含有锂的第2空穴传输层。
16.根据权利要求11所述的太阳能电池模块，其中，所述第1空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比为1％～30％。
17.根据权利要求16所述的太阳能电池模块，其中，所述第1空穴传输层中锂相对于全部金属元素的原子数比为5％～20％。
18.根据权利要求11所述的太阳能电池模块，其中，所述无机材料层比所述第1空穴传输层薄。
19.根据权利要求11所述的太阳能电池模块，其中，所述无机材料层的厚度为1nm～20nm。
20.根据权利要求19所述的太阳能电池模块，其中，所述无机材料层的厚度为3nm～10nm。
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