一种通过引入碱金属离子在潮湿空气中制备高效率钙钛矿太阳能电池的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过引入碱金属离子来调控CH3NH3PbI3‑x(SCN)x基钙钛矿层的微结构、提高电池的稳定性，在潮湿空气中制备高效率CH3NH3PbI3‑x(SCN)x基平面钙钛矿太阳能电池的方法，其包括以下步骤：S1：制备TiO2胶体；S2：低温溶液法在清洁的FTO导电玻璃上沉积TiO2胶体制备TiO2致密层；S3：配制浓度为0.3～0.6g/ml Pb(SCN)2的甲基亚砜溶液，在该溶液中添加碱金属盐；S4：在步骤S2制得的样品上旋涂步骤S3得到的溶液，在85‑95℃热处理旋涂的膜；S5：S4膜上旋涂碘甲胺的异丙醇溶液；重复旋涂6次。热处理旋涂的膜即可得到CH3NH3PbI3‑x(SCN)x钙钛矿层；S6：在步骤S5制得的CH3NH3PbI3‑x(SCN)x钙钛矿层上旋涂空穴传导层；S7：采用热蒸发法在步骤S6制得的样品上蒸镀银电极，得到钙钛矿太阳能电池。本发明专利技术制备工艺简单，能有效提高电池的光电转换效率和稳定性。

Method for preparing high-efficiency perovskite solar cell by introducing alkali metal ion in moist air

The present invention relates to a regulation of CH3NH3PbI3 X by introducing alkali metal ions (SCN) micro structure, improve the stability of the battery of x based perovskite, preparation of high efficiency CH3NH3PbI3 X in humid air (SCN) method of X base plane perovskite solar cell, which comprises the following steps: preparation of TiO2: S1 colloid; S2: low temperature solution deposited on FTO conductive glass clean TiO2 colloid preparation of TiO2 dense layer; S3: preparation concentration is 0.3 ~ 0.6g/ml Pb (SCN) 2 dimethyl sulfoxide solution, adding alkali metal salts in the solution; S4: in step S2 prepared sample solution. The S3 obtained in the 85 step, 95 degrees of heat treatment of spin coating film; isopropanol solution of S5:S4 film coated with iodine methylamine; repeated 6 times spin coating. The film heat treatment of spin coated CH3NH3PbI3 x (SCN) x perovskite; S6: in step S5 prepared CH3NH3PbI3 x (SCN) x perovskite is spin coated on the hole transport layer; S7: steamed silver electrode in step S6 samples prepared by thermal evaporation method, get the perovskite solar cell. The preparation process of the invention is simple, and the photoelectric conversion efficiency and stability of the battery can be effectively improved.

【技术实现步骤摘要】
一种通过引入碱金属离子在潮湿空气中制备高效率钙钛矿太阳能电池的方法
本专利技术涉及性能稳定、高效率钙钛矿太阳能电池的制备、应用领域，特别是涉及一种通过引入碱金属离子来调控电池的效率与稳定性，在潮湿空气中制备高效率钙钛矿太阳能电池的方法及应用。
技术介绍
近年来，钙钛矿太阳能电池由于具有较高的光电转换效率而倍受关注。当前，经过美国NREL认证的钙钛矿电池最高转换效率已经超过22％。但是，CH3NH3PbX3(卤素)钙钛矿层在潮湿空气中的稳定性差，需要在湿度低的惰性气体环境制备，而惰性气体手套箱组价格昂贵。而如果能直接在潮湿的空气中制备钙钛矿太阳能电池，不仅可以降低电池的成本，而且制备过程中操作方便。硫氰根(SCN)是一种性能稳定的类卤素离子，离子半径与I-相近，化学特性与卤素离子相似，而且SCN-Pb作用比I-Pb作用更强，故CH3NH3PbI3-x(SCN)x结构更稳定(Q.Jiang,D.Rebollar,J.Gong,E.L.Piacentino,C.Zheng,T.Xu,Angew.Chem.Int.Ed.,2015,54,7617)，在高温烧结制备的TiO2多孔膜上，首次制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过引入碱金属离子在潮湿空气中制备高效率钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：水解四氯化钛溶液，得到TiO2胶体；S2：在清洁的FTO导电玻璃上沉积TiO2胶体制备TiO2致密层；S3：配制浓度为0.3～0.6g/ml的Pb(SCN)2的甲基亚砜溶液，然后在该溶液中添加碱金属盐，碱金属盐的添加量与Pb(SCN)2的质量比为0.5～3.5％；S4：在步骤S2所制得的样品上旋涂步骤S3配制的溶液，在80‑95℃下热处理后得到Pb(SCN)2膜；S5：在Pb(SCN)2膜上，以3000～5000r/min旋涂10mg/ml碘甲胺的异丙醇溶液；重复旋涂6次后，在75‑85℃下热处...

【技术特征摘要】
1.一种通过引入碱金属离子在潮湿空气中制备高效率钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：水解四氯化钛溶液，得到TiO2胶体；S2：在清洁的FTO导电玻璃上沉积TiO2胶体制备TiO2致密层；S3：配制浓度为0.3～0.6g/ml的Pb(SCN)2的甲基亚砜溶液，然后在该溶液中添加碱金属盐，碱金属盐的添加量与Pb(SCN)2的质量比为0.5～3.5％；S4：在步骤S2所制得的样品上旋涂步骤S3配制的溶液，在80-95℃下热处理后得到Pb(SCN)2膜；S5：在Pb(SCN)2膜上，以3000～5000r/min旋涂10mg/ml碘甲胺的异丙醇溶液；重复旋涂6次后，在75-85℃下热处理15-25min所制得的薄膜，得到CH3NH3PbI3-x(SCN)x钙钛矿层；S6：在步骤S5制得的CH3NH3PbI3-x(SCN)x钙钛矿层上制备空穴传导层；S7：采用热蒸发法在步骤S6所制得的样品上蒸镀一层银电极，即得到钙钛矿太阳能电池。2.根据权利要求1所述的一种通过引入碱金属离子在潮湿空气中制备高效率钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：步骤S3中添加的碱金属盐为NaSCN或KSCN。3.根据权利要求2所述的一种通过引入碱金属离子在潮湿空气中制备高效率钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：步骤S1中的TiO2胶体为在冰水混合物中配制浓度为150-250mM的四氯化钛溶液得到的。4.根据权利要求3所述的一种通过引入碱金属离子在潮湿空气中制备高效率钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：步骤S2所述的TiO2致密层通过以下步骤制得：将清洁的FTO导电玻璃用紫外灯照10～20min后，放入温度为65～75℃的TiO2胶体溶液中浸泡45～55min，之后取出并冲洗后在180～200℃下热处理25～45min，得到TiO2致密层。5.根据权利要求4所述的一种通过引入碱金属离子在潮湿空气中制备高效率钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：步骤S4中的热处理工艺为：85-95℃下热处理25～40min。6.根据权利要求5所述的一种通过引入碱金属离子在潮湿空气中制备高效率钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：步骤S5中的热处理工艺为：在75-85℃下热处理15～25min。7.根据权利要求6所述的一种通过引入碱金属离子在潮湿空气中制备高效率钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：步骤S7中的银...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴素娟，张宗宝，陆旭兵，刘俊明，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东,44