一种基于卟啉掺杂实现高效稳定大面积钙钛矿太阳能电池制备的方法技术

本发明专利技术属于钙钛矿太阳能电池制备领域,具体涉及一种基于卟啉掺杂实现高效稳定大面积钙钛矿太阳能电池制备的方法；该方法主要特点包括以下步骤：一是提供一种简便的卟啉及其衍生物的合成路径；二是在钙钛矿前驱体溶液中添加微量的卟啉或卟啉衍生物；三是形成形成黑色致密的钙钛矿薄膜；四是将含有卟啉及其衍生物的钙钛矿薄膜旋涂到钙钛矿层，并依次进行空穴传输层，电极层的涂覆，形成钙钛矿太阳能电池；其有益效果为：将铵基卟啉掺杂到钙钛矿薄膜中，成功地实现了钙钛矿薄膜的有效结晶控制，由于氨基卟啉具有表面活性剂的性质，在添加到溶液中改善了溶液的成膜性，实现了采用刮涂工艺实现无针孔均匀的大面积钙钛矿薄膜的制备。

A method of preparing large area perovskite solar cells with high efficiency and stability based on porphyrin doping

The invention belongs to the field of perovskite solar cell preparation, and specifically relates to a method for preparing large-area perovskite solar cell based on porphyrin doping. The main characteristics of the method include the following steps: providing a simple synthesis path of porphyrin and its derivatives; adding trace porphyrin or porphyrin derivatives in perovskite precursor solution; and third, adding trace porphyrin or porphyrin derivatives in perovskite precursor solution. Fourthly, Perovskite Thin Films Containing porphyrin and its derivatives are spin-coated to perovskite layer, and then hole transport layer and electrode layer are coated to form perovskite solar cells. The beneficial effects are as follows: ammonium-based porphyrin is doped into Perovskite Thin films, and the effective crystallization control of Perovskite Thin Films is successfully realized because of aminopyrine. With the properties of surfactant, the addition of alkaline improves the film forming ability of the solution, and realizes the preparation of large area perovskite thin films without pinhole uniformity by scraping process.

【技术实现步骤摘要】
一种基于卟啉掺杂实现高效稳定大面积钙钛矿太阳能电池制备的方法
本专利技术属于钙钛矿太阳能电池制备领域,具体涉及一种基于卟啉掺杂实现高效稳定大面积钙钛矿太阳能电池制备的方法。
技术介绍
目前，钙钛矿太阳能电池器件的稳定性以及大面积器件的生产仍是实现商业化生产的最大挑战。在以往的报道中通常采用有机小分子掺杂钝化钙钛矿晶界以提高稳定性，但是这样的方法常常会造成电池器件效率降低，特别是并不能实现大面积高质量钙钛矿薄膜制备。近年来，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)因为其高转化效率、低成本和易加工而备受关注。目前小面积钙钛矿太阳能电池的认证效率已经超过了23％，而且钙钛矿薄膜的前驱体溶液易加工，所以这为PSCs的商业化提供了令人期待的前景。然而，钙钛矿薄膜的低温溶液处理以及甲胺阳离子在退火过程中的分解逃逸不可避免的导致钙钛矿表面和晶界处的无序结构。这些因素都造成了钙钛矿薄膜的不稳定以及对电池器件的效率产生较大影响。理论研究表明，碘离子或铵离子常常暴露在晶界表面。甲铵阳离子(MA+)不稳定，暴露在高温或潮湿环境中，易从钙钛矿薄膜中释放出来。这一过程进一步导致了缺陷的形成。然而，这些缺陷会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于卟啉掺杂实现高效稳定大面积钙钛矿太阳能电池制备的方法，其特征在于：该方法具体包括：步骤1、对卟啉及其衍生物的合成，其合成通式I结构如下，

【技术特征摘要】
1.一种基于卟啉掺杂实现高效稳定大面积钙钛矿太阳能电池制备的方法，其特征在于：该方法具体包括：步骤1、对卟啉及其衍生物的合成，其合成通式I结构如下，其中，R1、为氢，甲氧基，叔丁基，R2为氢，甲氧基，叔丁基；步骤2、利用溶液法制备钙钛矿易加工特点，在钙钛矿前驱体溶液中添加微量的卟啉或卟啉衍生物；步骤3、将含有卟啉或卟啉衍生物的钙钛矿前体溶液旋涂在预处理的FTO基板上，并以乙醚为反溶剂，滴入旋转的FTO基板上，并将获得FTO基板加热，形成黑色致密的钙钛矿薄膜；步骤4、将钙钛矿薄膜依次进行空穴传输层，金属电极层的涂覆，形成钙钛矿太阳能电池。2.根据权利要求1所述的一种基于卟啉掺杂实现高效稳定大面积钙钛矿太阳能电池制备的方法，其特征在于：所述步骤1中，对卟啉及其衍生物的合成，其合成通式II结构如下，其中，R1为硝基或氢，R2为氨基或氢，R3为氨基碘盐或氢。3.根据权利要求1所述的一种基于卟啉掺杂实现高效稳定大面积钙钛矿...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹靖，李丛平，李春伶，冯小霞，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62