The invention belongs to the technical field of solar cells, and relates to a preparation method of perovskite solar cells modified by carbon quantum dots. The preparation method includes: in-situ preparation of carbon quantum dot solution by pulsed laser irradiation of anti-solvent; then spinning perovskite precursor solution onto transparent conductive substrate covered with electron transport layer, dropping carbon quantum dot solution onto perovskite film during spinning process, and forming perovskite modified by carbon quantum dot after heat treatment. Finally, the hole transport layer and metal electrode were prepared to complete the preparation of perovskite solar cells. The carbon quantum dots prepared by this method have controllable size, excellent dispersion and stability, and can be directly introduced into perovskite films, which is helpful to simplify the preparation process of perovskite. The carbon quantum dot modified perovskite solar cell prepared by the invention has high photoelectric conversion efficiency, good stability, and the highest efficiency can reach more than 21%, and has high practical application value.
【技术实现步骤摘要】
一种碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法
本专利技术属于太阳能电池
,涉及一种碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法。
技术介绍
在光伏领域,低温溶液法制备的有机-无机杂化的钙钛矿太阳能电池光电转化效率已经超过20%,几乎可以与单晶硅太阳能电池相媲美。这种低温制备技术最显著的优势就是可以简化电池制备工艺,提高薄膜质量。然而,低温溶液法制备的多晶钙钛矿薄膜在表面和晶界处存在大量的缺陷,这些缺陷会导致载流子非辐射复合以及加速水分和氧气对薄膜的退化,从而降低电池的性能。如何在提高电池效率的同时又增强稳定性成为了一个十分关键的问题。通过反溶剂携带有机小分子或者聚合物来钝化钙钛矿表界面缺陷,是当前钙钛矿薄膜改性最常用的方法。然而,大部分小分子化合物和聚合物导电性差,不利于钙钛矿光生载流子迁移。量子点尤其碳量子点本身尺寸小且具有高导电性和高迁移率,非常适合修饰钙钛矿表面和晶界,有助于钙钛矿光生载流子的萃取和传输,从而提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。然而,目前大部分碳量子点都是通过化学法合成,这种工艺存在一些缺陷:如周期长、工艺繁琐、成本高、尺寸不均一等,而且由于分散性差难以直接在钙钛矿太阳能电池中利用。寻求基于廉价原料、尺寸可控、工艺简化的碳量子点制备对于开发高效率且稳定的钙钛矿太阳能电池具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法,以解决上述
技术介绍
中所提出的问题。本专利技术所采用的技术方案是,一种碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法,该方法具体是按照以下步骤进行的:S1、碳量子点溶液的制备:在无水 ...
【技术保护点】
1.一种碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,该方法具体是按照以下步骤进行的:S1、碳量子点溶液的制备:在无水无氧环境中,通过脉冲激光辐照反溶剂制备出碳量子点溶液;S2、碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池的制备:在覆盖有电子传输层的透明导电基体上旋涂钙钛矿前驱体溶液,在旋涂过程中引入S1中所制备的碳量子点溶液到钙钛矿薄膜上,热处理后形成碳量子点修饰的钙钛矿薄膜,然后在碳量子点修饰的钙钛矿薄膜上旋涂空穴传输层,最后在空穴传输层上热蒸镀金属电极,制备得到碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池。
【技术特征摘要】
1.一种碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,该方法具体是按照以下步骤进行的:S1、碳量子点溶液的制备:在无水无氧环境中,通过脉冲激光辐照反溶剂制备出碳量子点溶液;S2、碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池的制备:在覆盖有电子传输层的透明导电基体上旋涂钙钛矿前驱体溶液,在旋涂过程中引入S1中所制备的碳量子点溶液到钙钛矿薄膜上,热处理后形成碳量子点修饰的钙钛矿薄膜,然后在碳量子点修饰的钙钛矿薄膜上旋涂空穴传输层,最后在空穴传输层上热蒸镀金属电极,制备得到碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池。2.如权利要求1所述的一种碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,S1中所述反溶剂是苯类溶剂,为甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、氯苯、邻二氯苯、对二氯苯、间二氯苯、1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、溴苯、二溴苯中的一种或多种。3.如权利要求1所述的一种碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,S1中所述脉冲激光的波长为266nm,355nm,532nm和1064nm中的一种,能量为50-1000mJ/脉冲,辐照时间为1-60min,所制备的碳量子点尺寸为3-10nm。4.如权利要求1所述的一种碳量子点修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,S2中所述钙钛矿前驱体为AX和BX2型化合物,其中A为CH3NH3+、HC(=NH)NH2+、Cs+、Rb+、K+中的一种或多种,B为Pb2+,Sn2+中的一种或多种,X为卤素离子中的一种或多种。5.如权利要求1所述的一种碳...
【专利技术属性】
技术研发人员:王洪强,郭鹏飞,杨小昆,叶谦,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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