The invention discloses a method for regulating the morphology of lead-free perovskite solar cells and a solar cell device prepared. When preparing lead-free Perovskite Thin films, the precursor solution is first rotated on the substrate at a speed of 3000-4000rpm and annealed at 70-100 C for 10 minutes. The precursor solution is tin iodide (SnI2) and amidine iodine (FAI) with molar ratio of 1:1 and citric acid with different mass ratios. ) The additive is dissolved in the mixed solvent of DMF and DMSO, and then stirred for 2 hours at room temperature. The invention regulates the morphology of lead-free perovskite film by changing the mass ratio of citric acid (CA) additive in precursor solution. Compared with traditional technology, the obtained lead-free perovskite film has more uniform morphology, fewer pinhole structures on the surface of the film, improves the quality of film formation and reduces the density defects. The photoelectric conversion efficiency of solar cell devices prepared by the method has been significantly improved.
【技术实现步骤摘要】
一种调控无铅钙钛矿太阳能电池形貌的方法及制备的太阳能电池器件
本专利技术属于太阳能电池
,具体涉及一种调控无铅钙钛矿太阳能电池形貌的方法及制备的太阳能电池器件。
技术介绍
近年来,基于ABX3为吸光层和空穴传输层的固态有机-无机杂化钙钛矿电池取得了飞速发展,这种钙钛矿太阳能电池具有高的能量转换效率(PCE)、低成本的制造工艺等优异性能,引起了国内外学者的深入研究,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率也从最初的3.8%跃升至22%,该数值已接近商业化硅基太阳能电池的能量转换效率。对于以钙钛矿薄膜为活性层的器件来说,钙钛矿薄膜的晶胞生长情况和表面形貌对以钙钛矿薄膜为活性层的器件的一系列参数,包括发光器件的电压-电流密度,启亮电压,流明效率,以及太阳能电池器件的开路电压、短路电流密度、填充因子以及光电转换效率起着至关重要的作用。而钙钛矿ABX3薄膜的制备方法对其结构、形貌、电荷迁移率、电子寿命及光电转换性能影响较大。为了提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率,就需要在钙钛矿薄膜与电荷传输层界面处最大限度的减少电荷复合,实现这一目标的具体方法是通过调控钙钛矿薄膜形貌从而有效提高钙钛矿表面成膜质量来实现的。目前,钙钛矿太阳能电池中所用到的钙钛矿材料主要是碘化铅甲胺(CH3NH3PbI3),它的能级带隙约为1.5eV,消光系数高,几百纳米厚的钙钛矿薄膜可以充分吸收800nm以下的太阳光,稳定性好,是较为理想的钙钛矿材料,但是,这种钙钛矿太阳能电池中含有有毒重金属铅,使得其进步一商业化发展的道路受到了限制,因此寻找具有较高转换效率的无铅钙钛矿吸光材料成为近些年来研究的热点。 ...
【技术保护点】
1.一种调控无铅钙钛矿太阳能电池形貌的方法,其特征在于,在制备无铅钙钛矿薄膜时所用前驱液是先将摩尔比为1:1的SnI2和FAI以及不同质量比的CA添加剂溶解在DMF与DMSO的混合溶剂中,接着在室温下搅拌2h后形成的。
【技术特征摘要】
1.一种调控无铅钙钛矿太阳能电池形貌的方法,其特征在于,在制备无铅钙钛矿薄膜时所用前驱液是先将摩尔比为1:1的SnI2和FAI以及不同质量比的CA添加剂溶解在DMF与DMSO的混合溶剂中,接着在室温下搅拌2h后形成的。2.根据权利要求1所述的一种调控无铅钙钛矿太阳能电池形貌的方法,其特征在于,所述前驱液的终摩尔浓度为1.0~1.2mol/L。3.根据权利要求2所述的一种调控无铅钙钛矿太阳能电池形貌的方法,其特征在于,所述DMF与DMSO的体积比为8:2。4.根据权利要求1-3中任一项所述的调控无铅钙钛矿太阳能电池形貌的方法制备的太阳能电池器件,其特征在于,所述太阳能电池器件由依次叠加的玻璃衬底、ITO阳电极、PEDOT:PSS空穴传输层、无铅钙钛矿薄膜层、PCBM电子传输层、BCP空穴阻挡层和Ag金属电极层组成,制备所述无铅钙钛矿薄膜层的前驱液是由SnI2、FAI和不同质量比的CA添加剂溶解在体积比为8:2的DMF与DMSO的混合溶剂中后室温下搅拌2h形成的,所述前驱液的终摩尔浓度为1.0~1.2mol/L。5.根据权利要求4所述的调控无铅钙钛矿太阳能电池形貌的方法制备的太阳能电池器件,其特征在于,具体的制备步骤为:1)无铅钙钛矿前驱液的配制:...
【专利技术属性】
技术研发人员:曾文进,李志,闵永刚,崔岱麒,唐亚楠,邓云恺,
申请(专利权)人:南京邮电大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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