一种AgBiI制造技术

本发明专利技术公开一种AgBiI

【技术实现步骤摘要】
一种AgBiI4-钙钛矿双吸光层薄膜及太阳能电池制备方法
本专利技术属于太阳能电池材料
，尤其是涉及一种AgBiI4-钙钛矿双吸光层薄膜及太阳能电池制备方法。
技术介绍
开发与利用太阳能是人类社会应对能源危机、解决环境问题和实现可持续发展的重要对策之一。研究人员一直致力于寻找新型稳定、低成本光伏材料。其中，兼具优异光、热以及空气稳定性的光吸收材料AgBiI4因低温可溶液加工而受到科研工作者的青睐。但是，目前AgBiI4太阳能电池仍然面临2个方面的问题：（1）AgBiI4太阳能电池中的空穴传输层材料需要使用4-叔丁基吡啶（tBP）作为空穴掺杂剂来提高其导电性和空穴迁移率，但tBP会严重侵蚀AgBiI4光吸收材料，不利于AgBiI4太阳能电池的长期、稳定保存；（2）AgBiI4光吸收材料对400-700nm太阳光的利用率比较低，且在700-800nm基本没有吸收，导致相应器件的光电转换效率（PCE）比较低。研究表明，钙钛矿太阳能电池可以有效规避上述2个方面的缺陷，而且钙钛矿太阳能电池与AgBiI4太阳能电池额器件结构相同，因此，专利技术人尝试通过钙钛矿太阳能电池与AgBiI4太阳能电池的结合来解决目前AgBiI4太阳能电池仍面临的2个方面的问题。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种AgBiI4-钙钛矿双吸光层薄膜及太阳能电池制备方法，通过在AgBiI4光吸收材料上制备一定厚度的钙钛矿材料构建新型吸光层薄膜以提高太阳光的利用率和降低tBP对AgBiI4的侵蚀，从而制备出稳定高效的太阳能电池。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种AgBiI4-钙钛矿双吸光层薄膜，包括AgBiI4吸光层和FA1-xMAxPbI3吸光层，FA1-xMAxPbI3吸光层叠于AgBiI4吸光层顶部，FA+是CH(NH2)2,MA+是CH3NH3+。具体地，FA1-xMAxPbI3吸光层是(CH(NH2)2)1-x(CH3NH3)xPbI3吸光层。一种AgBiI4-钙钛矿双吸光层薄膜制备方法，使用溶剂分别配制AgBiI4前驱液和FA1-xMAxPbI3前驱液，充分搅拌混匀待用；首先将AgBiI4前驱液和FA1-xMAxPbI3前驱液分别旋涂于基底表面，然后将分别旋涂了AgBiI4前驱液和FA1-xMAxPbI3前驱液的基底紧贴置于加热台上进行分段退火处理，得到AgBiI4-FA1-xMAxPbI3双吸光层薄膜。进一步地，所述AgBiI4前驱液浓度为1mol/L；所述FA1-xMAxPbI3前驱液浓度为0.3~0.5mol/L；第一段退火温度为60℃；第二段退火温度为115~125℃。进一步地，所述FA1-xMAxPbI3前驱液浓度为0.4~0.5mol/L；第二段退火温度为120~125℃。本专利技术还提供了一种AgBiI4-钙钛矿双吸光层薄膜太阳能电池制备方法，所述薄膜太阳能电池结构从下到上依次为：FTO/TiO2/AgBiI4-FA1-xMAxPbI3/空穴传输层/Au，具体步骤如下：步骤1：将FTO导电玻璃依次采用洗涤剂、去离子水和无水乙醇清洗表面，然后氮气吹干待用；步骤2：在步骤1清洗后的FTO导电玻璃表面制备致密TiO2层；步骤3：在步骤2得到的带致密TiO2层的FTO导电玻璃表面制备介孔TiO2层；步骤4：使用DMSO和DMF混合溶剂配制合适浓度的AgBiI4前驱液和FA1-xMAxPbI3前驱液，充分搅拌混匀待用；首先将AgBiI4前驱液和FA1-xMAxPbI3前驱液分别旋涂于步骤3得到的FTO/TiO2基底表面，然后将分别旋涂了AgBiI4前驱液（旋涂了AgBiI4前驱液的基底位于下方）和FA1-xMAxPbI3前驱液的基底紧贴置于加热台上分段退火处理，得到AgBiI4-FA1-xMAxPbI3双吸光层薄膜；步骤5：在步骤4得到的AgBiI4-FA1-xMAxPbI3吸光层薄膜上制备空穴传输层；步骤6：在步骤5得到的空穴传输层表面制备对电极。进一步地，步骤4所述AgBiI4前驱液浓度为1mol/L；步骤4所述FA1-xMAxPbI3前驱液浓度为0.3~0.5mol/L。进一步地，步骤4所述AgBiI4-FA1-xMAxPbI3吸光层薄膜第一段退火温度为60℃；第一段退火时间为1min；第二段退火温度为115~125℃；第二段退火时间为50min；进一步地，步骤5所述空穴传输层材料为2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴（Spiro-OMeTAD）、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]（PTAA）等；本专利技术的有益效果：通过简单溶液法在AgBiI4吸光层顶部制备FA1-xMAxPbI3薄膜形成AgBiI4-FA1-xMAxPbI3双吸光层薄膜，双吸光层薄膜顶部为窄带隙FA1-xMAxPbI3钙钛矿薄膜，底部为宽带隙AgBiI4薄膜，顶部的大晶粒、平整、致密的FA1-xMAxPbI3薄膜能保护底部的AgBiI4薄膜免于空穴掺杂剂tBP的腐蚀，同时利用FA1-xMAxPbI3薄膜在300-800nm范围的强吸收，以宽带隙材料AgBiI4和窄带隙材料FA1-xMAxPbI3双层结构多级利用太阳光，提高了对应太阳能电池的光电转换效率和器件稳定性。附图说明图1为溶液法制备AgBiI4-FA1-xMAxPbI3吸光层薄膜的示意图。图2为实施例1所制备的AgBiI4-FA1-xMAxPbI3吸光层薄膜的表面SEM。图3为实施例2所制备的AgBiI4-FA1-xMAxPbI3吸光层薄膜的表面SEM。图4为实施例3所制备的AgBiI4-FA1-xMAxPbI3吸光层薄膜的表面SEM。图5为实施例6所制备的AgBiI4-FA1-xMAxPbI3吸光层薄膜的表面SEM。图6为实施例7所制备的AgBiI4-FA1-xMAxPbI3吸光层薄膜的表面SEM。图7为实施例8所制备的AgBiI4-FA1-xMAxPbI3吸光层薄膜的表面SEM。图8为实施例10所制备的AgBiI4-FA1-xMAxPbI3吸光层薄膜的表面SEM。图9为对比例1所制备的AgBiI4吸光层薄膜的表面SEM。图10为对比例3所制备的AgBiI4吸光层薄膜的表面SEM。图11为对比例5所制备的FA1-xMAxPbI3吸光层薄膜的表面SEM。图12为实施例10所制备的AgBiI4-FA1-xMAxPbI3吸光层薄膜的截断面SEM。图13为实施例1-3所制备的薄膜太阳能电池的J-V特性曲线。图14为实施例7和实施例9所制备的薄膜太阳能电池的J-V特性曲线。图15为实施例9和实施例10所制备的薄膜太阳能电池的J-V特性曲线。图16为对比例4和对比例5所制备的薄膜太阳能电池的J-V特性曲线。图17为对比例3、对比例5和实施例10所制备的薄膜太阳能电池的J-V特性曲线。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种AgBiI

【技术特征摘要】
1.一种AgBiI4-钙钛矿双吸光层薄膜，其特征是，包括AgBiI4吸光层和FA1-xMAxPbI3吸光层，FA1-xMAxPbI3吸光层叠于AgBiI4吸光层顶部，其中，FA+是CH(NH2)2+,MA+是CH3NH3+。


2.一种如权利要求1所述AgBiI4-钙钛矿双吸光层薄膜的制备方法，其特征是，使用溶剂分别配制AgBiI4前驱液和FA1-xMAxPbI3前驱液，充分搅拌混匀待用；首先将AgBiI4前驱液和FA1-xMAxPbI3前驱液分别旋涂于基底表面，然后将分别旋涂了AgBiI4前驱液和FA1-xMAxPbI3前驱液的基底紧贴置于加热台上进行分段退火处理，得到AgBiI4-FA1-xMAxPbI3双吸光层薄膜。


3.根据权利要求2所述的一种AgBiI4-钙钛矿双吸光层薄膜的制备方法，其特征是，所述AgBiI4前驱液浓度为1mol/L；所述FA1-xMAxPbI3前驱液浓度为0.3~0.5mol/L；第一段退火温度为60℃；第二段退火温度为115~125℃。


4.根据权利要求3所述的一种AgBiI4-钙钛矿双吸光层薄膜的制备方法，其特征是，所述FA1-xMAxPbI3前驱液浓度为0.4~0.5mol/L；第二段退火温度为120~125℃。


5.根据权利要求2所述的一种AgBiI4-钙钛矿双吸光层薄膜的制备方法，其特征是，所述溶剂是DMSO和DMF混合溶剂。


6.一种AgBiI4-钙钛矿双吸光层薄膜太阳能电池制备方法，其特征是，所述薄膜太阳能电池结构从下到上依次为：FTO/TiO2/AgBiI4-FA1-xMAxPbI3/空穴传输层/Au，具体步骤如下：
步骤1：将FTO导电玻璃依次采用洗涤剂、去离子水和无水乙醇清洗表...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩飞，范敏，王玲玲，姜钦亮，
申请(专利权)人：江西省科学院能源研究所，
类型：发明
国别省市：江西;36