基于聚苯胺和氧化锌光活化层的全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种基于聚苯胺和氧化锌光活化层的全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用，具体是利用有机P型聚苯胺作为电子给体，无机N型氧化锌作为电子受体，通过复合形成有机‑无机杂化异质结，用于吸收长波段太阳光激发光生载流子，并在P‑N节处发生电荷分离，产生光电效应。本发明专利技术利用聚苯胺/氧化锌有机‑无机杂化光活化层吸光范围宽、能带结构可调、空穴提取能力强的优势，大幅度拓宽全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池的光谱响应范围和抑制电荷复合，从而提升电池的光电转换效率。本发明专利技术所述聚苯胺/氧化锌有机‑无机杂化光活化层的吸光范围宽、稳定性好、制备方法简便易行、成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
基于聚苯胺和氧化锌光活化层的全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用
本专利技术属于新材料技术以及新能源
，特别涉及一种具有宽光谱响应的基于聚苯胺和氧化锌光活化层的全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用。
技术介绍
钙钛矿太阳能电池是近年来基于固态染料敏化太阳能电池发展而来的一类新型薄膜太阳能电池。虽然有机-无机钙钛矿太阳能电池光电转换效率已经达到商业化的基本要求，但仍然存在着许多问题，如常规空穴材料(Spiro-OMeTAD)价格昂贵、碘离子的迁移导致钙钛矿晶体稳定性差等。这些问题不利于杂化钙钛矿太阳能电池的商业化应用，然而基于CsPbBr3钙钛矿吸光层的全无机钙钛矿太阳能电池在高温和高湿环境均具有很高的长期稳定性，但CsPbBr3具有2.3Ev的带隙，因此只能吸收波长范围为300~550nm的太阳光，这也极大限制了无机钙钛矿太阳能电池性能的进一步提升。为了实现全无机钙钛矿太阳能电池的宽光谱吸收，开发一种制备方法简单、性能稳定、宽光谱响应的光活化层对拓宽全无机钙钛矿太阳能电池的光谱吸收范围和提升光伏性能具有重要的理论意义和实用价值。
技术实现思路
本专利技术在于提供了一种基于聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于聚苯胺和氧化锌光活化层的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：(1) 将苯胺单体溶解在HCl水溶液中，配成苯胺盐酸溶液；将过硫酸铵溶解在HCl水溶液中，配成过硫酸铵溶液；取所述过硫酸铵溶液缓慢滴加到所述苯胺盐酸溶液中，在低温环境发生聚合反应制得聚苯胺反应液；将聚苯胺反应液抽滤，清洗，真空干燥制得聚苯胺粉体；(2) 配制浓度为0.1~0.2mol/L的乙酸锌甲醇溶液和0.3~0.5mol/L的氢氧化钾甲醇溶液；将所述氢氧化钾甲醇溶液逐滴加到所述乙酸锌甲醇溶液中，在60~70℃下剧烈搅拌反应，经离心、干燥后制得氧化锌纳米颗粒；(3)、将所述聚苯胺粉体和氧化锌纳米颗粒在...

【技术特征摘要】
1.基于聚苯胺和氧化锌光活化层的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：(1)将苯胺单体溶解在HCl水溶液中，配成苯胺盐酸溶液；将过硫酸铵溶解在HCl水溶液中，配成过硫酸铵溶液；取所述过硫酸铵溶液缓慢滴加到所述苯胺盐酸溶液中，在低温环境发生聚合反应制得聚苯胺反应液；将聚苯胺反应液抽滤，清洗，真空干燥制得聚苯胺粉体；(2)配制浓度为0.1~0.2mol/L的乙酸锌甲醇溶液和0.3~0.5mol/L的氢氧化钾甲醇溶液；将所述氢氧化钾甲醇溶液逐滴加到所述乙酸锌甲醇溶液中，在60~70℃下剧烈搅拌反应，经离心、干燥后制得氧化锌纳米颗粒；(3)、将所述聚苯胺粉体和氧化锌纳米颗粒在氯苯中混合，制得聚苯胺/氧化锌前驱体溶液；(4)、配制浓度为0.5~1mol/L的钛酸异丙酯乙醇溶液，配制溶度为0.1~0.5g/mL的TiO2浆料，配制浓度为0.02~0.06mol/L的四氯化钛溶液；配制浓度为1~2mol/L溴化铅的DMF溶液和浓度为0.05~0.1mol/L的溴化铯甲醇溶液；(5)、将所述钛酸异丙酯乙醇溶液旋涂在FTO导电玻璃基体上，经煅烧制得TiO2致密层；(6)、将所述TiO2浆料旋涂在步骤(5)制得的TiO2致密层表面，经煅烧制得TiO2介孔层；(7)、将步骤(6)制得的TiO2介孔层浸泡在步骤(4)中配制的四氯化钛溶液中，经煅烧制得TiO2光阳极；(8)、将所述溴化铅溶液旋涂在TiO2光阳极表面，经加热制得溴化铅薄膜；(9)、将所述溴化铯甲醇溶液旋涂在所述溴化铅薄膜表面，加热；并重复此步骤，制备得到高质量CsPbBr3钙钛矿吸光层；(10)、将步骤(3)中的聚苯胺/氧化锌前驱体溶液旋涂在所述CsPbBr3钙钛矿吸光层表面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐群委，袁海文，段加龙，赵媛媛，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44