The invention discloses a new fullerene electron transport layer material and a perovskite solar battery made of the fullerene. The invention synthesizes the above two compounds by molecular design according to the difference of the end groups of the fullerene side chain and prepares corresponding perovskite solar cells. The perovskite batteries have high open-circuit voltage VOC, high short-circuit current JSC and high filling factor. The highest energy conversion efficiency of the perovskite batteries with PCP is 19.32% and that of the perovskite batteries with MCM is 19.11%. Unlike conventional planar devices, the electron transport material can be dissolved in solvents and eventually remains in the perovskite layer to form a heterojunction structure during the preparation of perovskite, thereby improving the extraction efficiency of electrons and reducing the probability of hole-electron recombination, and ultimately improving the device efficiency.
【技术实现步骤摘要】
新型富勒烯电子传输层材料及其构成的钙钛矿太阳电池
本专利技术涉及两种新材料和太阳电池,尤其涉及了一种新型电子传输层材料及它们构成的钙钛矿太阳电池。
技术介绍
通过太阳电池来高效地转化太阳光为电能一直以来是学术界与产业界关注与研究的热点。硅基太阳电池为主导的无机太阳电池是目前所有太阳电池中发展最为成熟的品种,具有相对较高的光电转化效率,但生产制造过程中高的能耗与污染带来了高昂的生产成本,同时对周边环境造成污染。可溶液加工的太阳电池,能够通过roll-to-roll技术实现清洁、高效、大规模批量生产,是太阳电池未来发展的方向之一。代表性的可溶液加工太阳电池(如染料敏化电池、有机(聚合物)电池、有机-无机杂化电池、量子点敏化电池等)的光电转换效率的研究在快速发展。其中有机-无机杂化电池中的杂化钙钛矿太阳电池近年来效率得到了飞速发展,截至2018年,研究报道杂化钙钛矿太阳电池的最高效率可达22.7%(NRELEfficiencyChart.https://www.nrel.gov/pv/assets/images/efficiency-chart.png),说明杂化钙钛矿太阳电池具有很好的产业化前景。在杂化钙钛矿太阳电池中,目前所使用的电子传输材料局限于ZnO、TiO2、SnO2和PCBM等。这类金属氧化物的电子传输材料的电子迁移率普遍较低,而PCBM成本很高。同时许多类似PCBM结构的电子传输层也逐渐发展却很少的文献会对新材料的构效关系进行深入研究。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足和现有分子设计原理的不明,本专利技术提出合成了两种新型电子传输层材料及它们构成的 ...
【技术保护点】
1.一种新型富勒烯电子传输材料,其特征在于:所述的电子传输材料PCP及MCM中的任意一种,具体化学结构式分别为:
【技术特征摘要】
1.一种新型富勒烯电子传输材料,其特征在于:所述的电子传输材料PCP及MCM中的任意一种,具体化学结构式分别为:2.一种如权利要求1所述材料的制备方法,其特征在于步骤如下:将两种原料和四溴化碳加入干燥的反应瓶中,以氯苯作溶剂,用氩气鼓泡后,加入1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯,常温搅拌反应;反应结束后,反应混合液倒入硅胶层析柱,以甲苯、二氯甲烷/甲醇作洗脱剂,纯化得到富勒烯电子传输材料;所述的两种原料为bis(3-(pyridin-4-yl)propyl)malonate及bis(2-methoxyethyl)malonate中的一种原料以及C60,分别用于制备PCP及MCM。3.一种基于新型电子传输材料的太阳电池,其特征在于:包括基底(1)、透明金属电极层(2)、空穴传输层(3)、光敏层(4)、电子传输层(5)、金属电极层(6);从基底(1)自下而上依次为透明金属电极层(2)、空穴传输层(3)、光敏层(4)、电子传输层(5)和金属电极层(6);电子传输层(5)为富勒烯电子传输材料PCP...
【专利技术属性】
技术研发人员:李昌治,严康荣,陈杰焕,陈红征,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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