一种磷酸根分子修饰的钙钛矿光伏器件及其制备方法和用途技术

一种磷酸根分子修饰的钙钛矿光伏器件及其制备方法和用途。本发明专利技术借助磷酸有机分子，在钙钛矿光伏器件界面层中引入一个含磷酸根分子的界面修饰层，对钙钛矿光伏器件中钙钛矿光活性层进行修饰，以钝化钙钛矿活性层的表面缺陷以及提高器件界面处的电子和空穴的传输效率，实现高光电转化效率、高稳定性的钙钛矿光伏器件。本发明专利技术钝化钙钛矿光伏器件中的界面缺陷。本发明专利技术制得的含磷酸根分子修饰钙钛矿光伏器件环境友好，能耗低。

A perovskite photovoltaic device modified by phosphate and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸根分子修饰的钙钛矿光伏器件及其制备方法和用途
本专利技术属于光伏器件材料领域，涉及一种磷酸根分子修饰的钙钛矿光伏器件及其制备方法和用途。
技术介绍
现代社会对能源的需求日益增加，而传统的化石能源储量有限，终有被消耗竭尽的一天，此外其化学燃烧释放能量的过程给环境造成了极大的污染，影响地球的生态环境以及人类的身心健康，为了人类的长远发展，寻求新的洁净能源变得越来越迫切。太阳作为地球的供能源泉，对于我们的生命长度来说，太阳能可以说是取之不尽，用之不竭。因而对太阳能的吸收利用的研究对于我们人类的生活以及长远发展有着极其重要的意义。无机硅太阳能电池是目前市场上商用最广泛的太阳能电池，早在上世纪50年代，基于晶体硅的光压器件应用于太阳能电池就已经有报道。然而其生产成本高、工艺复杂，这些问题限制了它更广泛的用途。在此之后，基于薄膜多晶和无定型半导体、半导体纳米粒子、有机和金属染料配合物、有机半导体等太阳光吸收材料的光伏器件相继被提出和发展。然而，这些光伏材料的效率仍很难与硅基太阳能电池(25.6％)相抗衡。在过去几年里，有机无机杂化钙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷酸根分子修饰的钙钛矿光伏器件，其中，所述磷酸根分子修饰的钙钛矿光伏器件包括依次相连的基底电极、窗口界面层、磷酸根分子界面修饰层、钙钛矿活性层、背电极界面层和背电极；所述磷酸根分子界面修饰层是由含磷酸根分子界面材料的前驱体制备得到的。/n

【技术特征摘要】
1.一种磷酸根分子修饰的钙钛矿光伏器件，其中，所述磷酸根分子修饰的钙钛矿光伏器件包括依次相连的基底电极、窗口界面层、磷酸根分子界面修饰层、钙钛矿活性层、背电极界面层和背电极；所述磷酸根分子界面修饰层是由含磷酸根分子界面材料的前驱体制备得到的。


2.根据权利要求1所述的磷酸根分子修饰的钙钛矿光伏器件，其中，所述基底电极选自氧化铟锡(ITO)导电玻璃、ITO有机分子聚合物碳薄膜材料和金属薄膜材料等中的至少一种，优选为氧化铟锡导电玻璃；所述基底电极的厚度为50-1000nm。
优选地，所述窗口界面层是由窗口界面材料的前驱体制备得到的，所述窗口界面材料选自PEDOT:PSS(聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐))、P3CT-Li(聚[3-(4-羧基丁基)噻吩-2,5-二基]锂盐)、P3CTS(聚[3-(4-羧基丁基)噻吩-2,5-二基]钠盐)、P3CT-K(聚[3-(4-羧基丁基)噻吩-2,5-二基]钾盐)、P3CT-CH3NH3(聚[3-(4-羧基丁基)噻吩-2,5-二基]铵盐)、平面TiO2、平面TiO2加介孔TiO2、SnO2、C膜和ZnO等中的至少一种，优选为P3CTS；所述窗口界面层的厚度为5-500nm，优选为10-150nm，例如为20nm。
优选地，所述含磷酸根分子界面材料选自含有磷酸根的分子，例如十二水植酸钠(PAS)、D-葡萄糖6-磷酸二钠盐水合物(DG6P)或磷酸等中的至少一种，优选为十二水植酸钠(PAS)；所述含磷酸根分子界面修饰层的厚度为1-20nm，优选为5-15nm，例如为10nm。
优选地，所述钙钛矿活性层是由钙钛矿活性材料的前驱体制备得到的，所述钙钛矿活性材料选自甲胺铅碘(CH3NH3PbI3亦称MAPbI3)、CH2NHNH2PbI3(CH3NH3PbI3亦称MAPbI3)、甲胺甲脒铅碘、铯铅碘、铯铅溴、甲脒甲胺铅碘秀和甲脒甲胺铯铅碘溴等有机无机杂化钙钛矿或纯无机钙钛矿中的至少一种，优选为CH3NH3PbI3；所述钙钛矿活性层的厚度为50-1000nm，优选为200-600nm，例如为400nm。
优选地，所述背电极界面层是由背电极界面材料的前驱体制备得到的，所述背电极界面材料选自PCBM、ITIC、ITCC、PCDBT、C60和BCP等中的至少一种，优选为PCBM、C60和BCP中的至少一种；所述背电极界面层的厚度为10-300nm，例如为20-120nm，例如为50nm。
优选地，所述背电极选自Au、Ag、Cu、Al或碳黑等中的至少一种，优选为Ag；所述背电极的厚度为10-200nm，优选为100nm。


3.权利要求1或2所述的磷酸根分子修饰的钙钛矿光伏器件的制备方法，包括如下步骤：
(1)在基底电极上涂覆窗口界面材料的前驱体，制备得到窗口界面层；
(2)在步骤(1)的基底电极-窗口界面上涂覆含磷酸根分子界面材料的前驱体，制备得到含磷酸根分子界面修饰层；
(3)在步骤(2)的基底电极-窗口界面-含磷酸根分子界面上涂覆钙钛矿活性材料的前驱体，制备得到钙钛矿活性层；
(4)在步骤(3)的基底电极-窗口界面-含磷酸根分子界面-钙钛矿活性层上涂覆背电极界面材料的前驱体，制备得到背电极界面层；
(5)在步骤(4)的基底电极-窗口界面-含磷酸根分子界面-钙钛矿活性层-背电极界面上涂覆背电极材料，制备得到背电极，即制备得到磷酸根分子修饰的钙钛矿光伏器件。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述步骤(1)中的涂覆方法为旋涂、蒸镀、狭缝涂布、刮涂或丝网印刷等中的至少一种，优选为旋涂；所述旋涂的转速为1000-8000rpm，所述旋涂的时间为10-60s。
优选地，所述步骤(1)中还包括涂覆后退火处...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷炫烨，周惠琼，唐智勇，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11