一种钙钛矿电池的修复方法技术

本发明专利技术公开了一种钙钛矿电池的修复方法。包括以下步骤：待修复钙钛矿太阳能电池器件去掉电极后将钙钛矿层浸泡MAI溶液30‑50秒，再依次用异丙醇和乙酸乙酯洗涤10‑20秒，然后再在100‑120℃下退火20‑40分钟。或者制作钙钛矿上层材料后浸泡MAI溶液30‑50秒，再依次用异丙醇和乙酸乙酯洗涤10‑20秒，然后再在100‑120℃下退火20‑40分钟。本发明专利技术通过浸泡MAI的方式，修补了受水、极性溶剂伤害的钙钛矿薄膜，拓宽了钙钛矿器件的材料体系。避免了在钙钛矿层上使用非极性溶剂分散的材料(空穴传输材料及电子传输材料)而造成的环境污染问题。

A repair method for perovskite battery

The invention discloses a method for repairing perovskite batteries. The following steps are included: after removing the perovskite solar cell device to remove the electrode, the calcium titanium layer is soaked in the MAI solution for 30 seconds for 50 seconds, then the isopropanol and ethyl acetate are washed in turn for 10 seconds for 20 seconds, and then annealed at 100 120 centigrade for 40 minutes. Or after making the perovskite upper layer material, the MAI solution was soaked in 30 for 50 seconds, and then washed with isopropanol and ethyl acetate in 10 seconds for 20 seconds, and then annealed at 100 120 centigrade for 40 minutes. The invention improves the perovskite thin film which is damaged by water and polar solvent through the way of soaking MAI, and widens the material system of perovskite device. The problem of environmental pollution caused by the use of nonpolar solvent dispersed materials (hole transporting materials and electronic transport materials) on the calc titanium mine is avoided.

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿电池的修复方法
本专利技术太阳能电池
，具体涉及一种钙钛矿电池的修复方法。
技术介绍
在过去的几年里，卤化铅钙钛矿太阳能电池因为其低成本、高效率的特性而得到了人们的高度关注。其光电转换效率(PCE)从2009年的3.8％迅速增长到2016年的22％以上，这使得其在效率方面可以与商业化的晶体硅太阳能电池相媲美。而制备大面积的、长时间稳定性的钙钛矿太阳能电池就成为了当务之急，这就意味着太阳能电池器件的材料体系的选择需要拓展。因为钙钛矿对于极性溶剂非常敏感,很多极性溶剂如乙醇、水都会将钙钛矿中的碘甲胺溶出，生成挥发性的碘和氨，留下碘化铅沉积，所以用于做在钙钛矿上层的材料往往是分散在非极性溶剂里面的。而这些非极性溶剂几乎都对环境有一定的污染，这极大的限制了钙钛矿太阳能电池的应用，成为了钙钛矿太阳能电池迈向工业化的一大障碍。尤其是使用喷雾法批量生产钙钛矿太阳能电池的情况下，非极性溶剂喷雾会对环境造成巨大的污染，被国家法律政策所禁止。同时，钙钛矿电池在使用的过程中会与水蒸汽发生反应，生成碘化铅，从而使得钙钛矿电池效率下降。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种钙钛矿电池的修复方法，以修复被极性溶剂(如水、异丙醇)所破坏掉的钙钛矿，提高它的效率。该方法操作简单，成本低廉，能有效修复钙钛矿薄膜因水、极性溶剂而造成的缺陷。为达到上述目的，采用技术方案如下：一种钙钛矿太阳能电池的修复方法，包括以下步骤：待修复钙钛矿太阳能电池器件去掉电极后将钙钛矿层浸泡MAI溶液30-50秒，再依次用异丙醇和乙酸乙酯洗涤10-20秒，然后再在100-120℃下退火20-40分钟。按上述方案，所述待修复钙钛矿太阳能电池器件是因为钙钛矿层受损而报废的。制备钙钛矿太阳能电池时钙钛矿层的再修复方法，包括以下步骤：制作钙钛矿上层材料后浸泡MAI溶液30-50秒，再依次用异丙醇和乙酸乙酯洗涤10-20秒，然后再在100-120℃下退火20-40分钟。按上述方案，制作钙钛矿上层材料时采用了极性溶剂；所述上层材料包括空穴传输层及电子传输层。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过浸泡MAI的方式，修补了受水、极性溶剂伤害的钙钛矿薄膜，拓宽了钙钛矿器件的材料体系。避免了在钙钛矿层上使用非极性溶剂分散的材料(空穴传输材料及电子传输材料)而造成的环境污染问题。附图说明图1：涂了PEDOT:PSS经过修复的钙钛矿太阳能电池扫描电镜图；图2：涂了PEDOT:PSS没有经过修复的钙钛矿太阳能电池扫描电镜图；图3：待修复的钙钛矿太阳能电池电流密度-电压(J-V)曲线图；图4：修复过的钙钛矿太阳能电池电流密度-电压(J-V)曲线图。具体实施方式以下实施例进一步阐释本专利技术的技术方案，但不作为对本专利技术保护范围的限制。实施例1包括钙钛矿层再修复过程的钙钛矿太阳能电池制备方法：(1)对基底进行预处理；首先使用无尘布沾上洗涤剂擦洗ITO或FTO玻璃，清水冲洗，洗去表面的灰尘。再将玻璃基底放入溶有洗涤剂的清水中超声处理15min，然后用去离子水超声处理15min，用乙醇超声处理15min。最后用空气吹干。(2)在预处理后的基底上涂覆TiO2致密层：将基底浸泡在40mmol/ml的TiCl4的溶液中，在70℃下保温1个小时。再使用30min升温到450℃、保温10min的程序对基底进行烘烤，烘烤完之后让玻璃自然冷却。最后，将基底用等离子清洗机进行清洗。(3)将一定量的MAI和PbI2一起配成溶液，再将此溶液旋涂在涂覆了TiO2的玻璃基片上，然后在100℃下退火10min。一步法钙钛矿溶液中含有200mg/ml的MAI，以及578mg/ml的PbI2。溶剂为DMF(二甲基甲酰胺)。在氮气氛围的手套箱中，将钙钛矿溶液在5000转/分钟下旋凃30s，在开始旋转5s后滴加75微升乙酸乙酯。旋凃完后，在100℃下退火10分钟。(4)在钙钛矿材料层上用超声喷雾的方法喷涂一层PEDOT:PSS。使用超声喷雾法喷涂稀释了80倍的PEDOT：PSS溶液。喷涂速度为0.3ml/min，超声功率为0.6w，重复喷涂次数为13次。(5)在MAI溶液中浸泡30s，再在异丙醇中清洗，然后用乙酸乙酯清洗，最后在110℃下烘干30min。在异丙醇和乙酸乙酯中清洗的时间各为15s。MAI溶液的浓度为40mg/ml。(6)利用真空蒸镀的方式为器件镀上一层金。金膜的厚度为60nm。本实施例所得钙钛矿太阳能电池扫描电镜图如图1所示。实施例2不包括钙钛矿层再修复过程的钙钛矿太阳能电池制备方法：重复实施例1，但是略去步骤5的过程。本实施例所得钙钛矿太阳能电池扫描电镜图如图2所示。通过图1图2对比可知，未修复的钙钛矿层有很多孔洞，这些孔洞是钙钛矿被分解，残留下少量的碘化铅所导致的。这会极大地降低钙钛矿太阳能电池的效率。而修复后的钙钛矿层的孔洞则被填充，是因为残留的碘化铅与碘甲胺溶液发生反应，重新生成钙钛矿。这样就使得钙钛矿太阳能电池的效率得到一定程度的恢复。实施例3随机选择一个因为长时间使用后钙钛矿层因为接触水蒸气而受损报废的钙钛矿太阳能电池器件。测试其电流密度-电压(J-V)曲线图，如图3所示。将上述待修复钙钛矿太阳能电池器件去掉电极后将钙钛矿层浸泡MAI溶液30-50秒，再依次用异丙醇和乙酸乙酯洗涤10-20秒，然后再在100-120℃下退火20-40分钟，然后制作电极，并完善。测试其电流密度-电压(J-V)曲线图，如图4所示。通过图3和图4对比可知，通过本专利的修复方式，能让受水蒸气破坏而报废的钙钛矿太阳能电池的效率得到极大的提高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钙钛矿太阳能电池的修复方法，其特征在于包括以下步骤：待修复钙钛矿太阳能电池器件去掉电极后将钙钛矿层浸泡MAI溶液30‑50秒，再依次用异丙醇和乙酸乙酯洗涤10‑20秒，然后再在100‑120℃下退火20‑40分钟。

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池的修复方法，其特征在于包括以下步骤：待修复钙钛矿太阳能电池器件去掉电极后将钙钛矿层浸泡MAI溶液30-50秒，再依次用异丙醇和乙酸乙酯洗涤10-20秒，然后再在100-120℃下退火20-40分钟。2.如权利要求1所述钙钛矿太阳能电池的修复方法，其特征在于所述待修复钙钛矿太阳能电池器件是因为钙钛矿层受损而报废的。3.制备钙...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭勇，赵钦，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42