一种稳定高效的钙钛矿太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种稳定高效的钙钛矿太阳能电池及制备方法，其结构由下至上由导电基底层、空穴传输层、光活性层、界面钝化层、电子传输层、缓冲层和顶电极组成；其中：界面钝化层为聚脲层，所述聚脲的结构通式如式Ⅰ所示：

【技术实现步骤摘要】
一种稳定高效的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
本专利技术属于钙钛矿太阳能电池领域，具体涉及一种稳定高效的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
能源是人类生存和发展的基础，目前世界主要利用的能源为煤炭、石油、和天然气等非再生能源。然而由于非再生能源储量有限，不久后将无法满足人类社会对能源的巨大需求。同时非再生能源的燃烧产物会对我们生存的环境造成不可逆转的伤害。因此我们需要寻求“能源转型”，开发和利用清洁的可再生能源。其中太阳能由于其“取之不尽，用之不竭”，并对环境无污染的优势，得到了研究者们的广泛关注。太阳能的开发和利用也成为了世界各国政府可持续发展的能源战略。作为第三代新型薄膜太阳能电池的钙钛矿太阳能电池在最近几年取得了巨大的进展。自从Miyasaka团队在2009年首次将钙钛矿材料引入光伏器件并获得了3.8％的光电转换效率，钙钛矿太阳能电池在短短十年间取得了突飞猛进的发展，目前认证的光电转换效率已达25.5％。其卓越的光电性能得益于钙钛矿材料光吸收系数高(～105cm-1)，载流子扩散长度大(>1μm)以及缺陷容忍度高。另外，由于简便本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稳定高效的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述结构由下至上由导电基底层、空穴传输层、光活性层、界面钝化层、电子传输层、缓冲层和顶电极组成；其中：界面钝化层为聚脲层，所述聚脲的结构通式如式Ⅰ所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种稳定高效的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述结构由下至上由导电基底层、空穴传输层、光活性层、界面钝化层、电子传输层、缓冲层和顶电极组成；其中：界面钝化层为聚脲层，所述聚脲的结构通式如式Ⅰ所示：



R和R’为烷基，苯基，以及含有胺基、羰基、醛基、羧基、硝基中一种或多种基团的烷基基团或苯基基团中的一种。


2.根据权利要求1所述的稳定高效的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的聚脲由化合物1与化合物2或3聚合而成，其合成路线如下：





3.根据权利要求2所述的稳定高效的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的R为CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2或所述的R’为CH2-CH2。


4.根据权利要求2所述的稳定高效的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的界面钝化层的制备方法，包括以下两种方法：
第一种为：将化合物2或3溶解于异丙醇(IPA)，涂于光活性层上，得到化合物2或3层；接着将化合物1溶解于氯苯(CB)中，旋涂于化合物2或3层上，然后退火处理，得到界面钝化层；
第二种方法为：将化合物1与化合物2或3溶解于IPA，接着涂于光活性层上，退火处理，得到界面钝化层。


5.根据权利要求4所述的稳定高效的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的第一种方法中：化合物2或3的浓度为0.4～0.6mM；化合物2或3层的旋涂速度为5000～7000rpm，旋涂的时间为20～40s；化合物1的浓度为0.4～0.6mM，旋涂速度为5000～7000rpm，旋涂的时间为20～40s；退火处理温度为75～85℃，退火时间为8～12min；第二种方法中：化合物1与化合物2或3的浓度均为0.4～0.6mM，旋涂速度为5000～7000rpm，旋涂的时间为20～40s；退火处理温度为75～85℃，退火时间为8～12min。


6.根据权利要求1所述的稳定高效的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述光吸收层材料ABX3结构的钙钛矿材料，所述的钙钛矿为铅基钙钛矿、B位以铅元素为主导的多组分钙钛矿；所述导电基底是由透明且能导电的材料组成，具体为铟锡氧化物ITO，氟锡氧化物FTO、铝锌氧化物AZO中的一种；所述的空穴传输层为氧化镍，聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]，聚(3,4-乙烯二氧噻吩)，碘化亚铜，硫氰酸铜中的一种；所述的电子传输层为二氧化钛，二氧化锡，二氧化锌和富勒烯的衍生物中的一种；所述的缓冲层包为浴铜灵，红菲咯啉，氟化锂中的一种；所述的顶电极为金属电极或碳材料电极中的一种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁永波，万方，柯丽丽，丁黎明，
申请(专利权)人：中南大学，国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：湖南;43