一种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钙钛矿太阳能电池及其制备方法，包括依次层状设置的导电玻璃层、5

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，属于钙钛矿太阳能电池领域。

技术介绍

[0002]传统钙钛矿太阳能电池需要制备作为n型半导体的电子传输层，才能够保证电池效率。一般电子传输层的材质选用二氧化钛或者二氧化锡等氧化物，不论使用何种材质，都不得不进行长时间高温退火，以保证其形成合适的晶型，这个过程一般温度都是在150℃以上，尤其是二氧化钛，退火温度甚至在500℃。又比如二氧化锡不仅需要在150℃进行退火，还需要紫外线和臭氧进行表面处理。因此传统电子传输层直接导致了现有钙钛矿太阳能电池生产过程时间长、能耗高。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
[0004]解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种钙钛矿太阳能电池，包括依次层状设置的导电玻璃层、5
‑
AVA替代层、钙钛矿层、空穴传输层和电极层。
[0006]本专利技术的有益效果为：
[0007]5‑
AVA的羧基能够与ITO表面的羟基形成化学键，由于5
‑
AVA自身直链结构，5
‑
AVA的氨基能够有效朝向钙钛矿层，5
‑
AVA替代层并非作为电子传输层，而是作为一种偶极子层对导电玻璃层的表面进行修饰，从而降低导电玻璃层的表面功函数，使得导电玻璃层和钙钛矿层之间能级更为匹配，极大抑制了导电玻璃层和钙钛矿层之间的载流子复合，而且促进了电荷转移，其还有改善钙钛矿层结晶过程的作用，从而提升钙钛矿层的晶粒尺寸。
[0008]本专利技术所述钙钛矿层为有机无机杂化钙钛矿层。
[0009]本专利技术所述钙钛矿层的材质为FA
0.9
Cs
0.1
PbI3‑
x
Cl
x
。
[0010]一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
[0011]步骤S1：在导电玻璃层的表面旋涂5
‑
AVA的水溶液，然后在90
‑
120℃条件下退火，以在导电玻璃层的表面形成5
‑
AVA替代层；
[0012]步骤S2：在5
‑
AVA替代层的表面旋涂有机无机杂化钙钛矿溶液，然后在100
‑
150℃条件下退火，以在5
‑
AVA替代层的表面形成有机无机杂化钙钛矿层；
[0013]步骤S3：在有机无机杂化钙钛矿层的表面旋涂空穴传输材料溶液，然后在干燥器中干燥氧化，以在有机无机杂化钙钛矿层表面形成空穴传输层；
[0014]步骤S4:在空穴传输层表面制备电极层。
[0015]本专利技术5
‑
AVA的水溶液中5
‑
AVA的浓度为10
‑
25mg/mL。
[0016]本专利技术有机无机杂化钙钛矿溶液的配置方法为：将FAI、CsCl和PbI2溶解于DMF和DMSO中搅拌。
[0017]本专利技术所述FAI、CsCl和PbI2的浓度比为1.26:0.14:1.47。
[0018]本专利技术的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：
[0020]图1为本专利技术实施例1
‑
4中5
‑
AVA与ITO成键过程图。
[0021]图2为本专利技术对比实施例1中导电玻璃层以及实施例1
‑
4中5
‑
AVA替代层的AFM图，从左到右依次分别对应于对比实施例1、实施例1、实施例2、实施例3和实施例4。
[0022]图3为本专利技术对比实施例1的导电玻璃层和对比实施例2、实施例1
‑
4中5
‑
AVA替代层的表面势能、粗糙度以及膜厚折线图；
[0023]图4为本专利技术对比实施例1中导电玻璃层以及实施例1
‑
4中5
‑
AVA替代层的水接触角图，从左到右依次分别对应于对比实施例1、实施例1、实施例2、实施例3和实施例4。
[0024]图5为本专利技术对比实施例1以及实施例1
‑
4中FA
0.9
Cs
0.1
PbI3‑
x
Cl
x
层的SEM图，从左到右依次分别对应于对比实施例1、实施例1、实施例2、实施例3和实施例4。
[0025]图6为本专利技术对比实施例1、实施例1
‑
4中FA
0.9
Cs
0.1
PbI3‑
x
Cl
x
层的XRD图。
[0026]图7为本专利技术对比实施例1、实施例1
‑
4中钙钛矿太阳能电池的IPCE图。
[0027]图8为对比实施例1、实施例3和对比实施例3中FA
0.9
Cs
0.1
PbI3‑
x
Cl
x
层的稳定性测试照片(25℃，70％RH)。
[0028]图9为对比实施例1、实施例3和对比实施例3中FA
0.9
Cs
0.1
PbI3‑
x
Cl
x
层的稳定性测试照片(90℃，30％RH)。
【具体实施方式】
[0029]下面结合本专利技术实施例的附图对本专利技术实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本专利技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0030]在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0031]实施例1：
[0032]本实施例提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
[0033]步骤S1：使用去离子水、酒精、异丙醇对尺寸为1.5cm*1.5cm的导电玻璃层(ITO)进行清洗，然后对导电玻璃层进行干燥，在导电玻璃层的表面旋涂5
‑
AVA(5
‑
氨基戊酸)的水溶液，旋涂速度为4000rpm，旋涂时间30s，然后在100℃条件下退火10min，一方面有助于5
‑
AVA和导电玻璃层之间形成化学键，另一方面避免5
‑
AVA发生分解，最终在导电玻璃层的表面形成5
‑
AVA替代层；
[0034]本实施例中5
‑
AVA的水溶液中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括依次层状设置的导电玻璃层、5
‑
AVA替代层、钙钛矿层、空穴传输层和电极层。2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿层为有机无机杂化钙钛矿层。3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿层的材质为FA
0.9
Cs
0.1
PbI3‑
x
Cl
x
。4.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：在导电玻璃层的表面旋涂5
‑
AVA的水溶液，然后在90
‑
120℃条件下退火，以在导电玻璃层的表面形成5
‑
AVA替代层；步骤S2：在5
‑
AVA替代层的表面旋涂有机无机杂化钙钛矿溶液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸跃进，王家豪，黄利克，付世强，钟才明，
申请(专利权)人：宁波大学科学技术学院，
类型：发明
国别省市：