一种单体自聚合辅助合成的钙钛矿太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种单体自聚合辅助合成的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，具体是在溴化铯水溶液中添加易聚合的单体，然后将其旋涂在二氧化钛介孔电子层负载的溴化铅薄膜上，引入单体自聚合辅助晶粒生长策略，经两步旋涂法合成钙钛矿薄膜，最后刮涂碳电极组装成太阳能电池。本发明专利技术采用可精确控制原料配比的两步法，利用单体添加剂自聚调控钙钛矿结晶速度，单体的供电子基团钝化钙钛矿的金属离子态缺陷，加上单体自聚为晶粒的生长提供空间，消除钙钛矿薄膜退火过程中产生的应力，制得大晶粒尺寸、低缺陷态密度、高能级匹配度及低表面粗糙度的高纯度钙钛矿薄膜，提高电池的光伏性能。本发明专利技术制备步骤简单、重复性高、绿色经济，具有商业化的应用前景。化的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种单体自聚合辅助合成的钙钛矿太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于新能源技术及太阳能电池领域，具体涉及自聚合单体作为添加剂辅助合成的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿吸光层是钙钛矿太阳能电池器件的关键部分，有机无机杂化的钙钛矿材料中的有机阳离子与晶体结构之间的有机键合能较低，稳定性较差，当外界环境发生变化时，极易与水、氧等发生破坏性极强的不可逆反应，从原来结构中脱离，使钙钛矿结构发生分解，严重降低钙钛矿太阳能电池的运行稳定性。而全无机钙钛矿结构的稳定性、耐候性明显较高，其组装的电池具备稳定良好的光伏性能。其中全溴结构的CsPbBr3是全无机钙钛矿中的佼佼者，它对空气、湿度、连续光照的长期侵蚀具有优异的容忍性，被认为是钙钛矿太阳能电池最有前途的高稳定性吸光材料之一。
[0003]然而，CsPbBr3钙钛矿太阳能电池目前效率低下，距离其理论效率仍有较大差距。这主要有两方面的原因，一方面是现有多步法制备的CsPbBr3钙钛矿结构中因前驱原料配比不能精确控制易出现富铅及富铯杂相产物，从而形成缺陷态和阻挡电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单体自聚合辅助合成的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、将0.1~1 mol/L钛酸异丙酯和0.03~0.3 mol/L二乙醇胺乙醇溶液旋涂在FTO玻璃上，高温烧结制得二氧化钛致密层；将0.05~0.1 mol/L二氧化钛浆料旋涂在二氧化钛致密层上，高温烧结制得二氧化钛介孔层；将所得的二氧化钛致密/介孔层浸泡在0.01~0.1 mol/L四氯化钛水溶液中，清洗后高温锻烧制得二氧化钛电子传输层；(2)、配制浓度为0.5~1 mol/L的溴化铅DMF溶液，配制添加自聚合单体的浓度为0.5~2 mol/L的溴化铯水溶液；所述自聚合单体为：丙烯酸类，丙烯酸酯类，丙烯酰胺类及双丙烯酰胺类有机物中的一种或多种，其结构式如图1所示。其中，R1可以是氢基、烷基、氨基，R2可以是氢基、烷基、烯基、炔基、苯基、萘基、酰基、羧基、氨基、羟基、氯基，R3、R4可以是氢基、烷基、烯基、苯基、萘基、苄基、羧基，R5可以是烷基。(3)、将所述溴化铅DMF溶液旋涂在二氧化钛电子传输层上，退火制得溴化铅薄膜；(4)、将步骤(2)中配制的溴化铯水溶液旋涂在溴化铅薄膜上，梯度升温退火，制得含有自聚合单体自聚产物的CsPbBr3钙钛矿薄膜；(5)、在所述钙钛矿薄膜上刮涂导电碳浆料，加热固化获得背电极，组装成一种单体自聚合辅助合成的钙钛矿太阳能电池。2.根据权利要求1所述的一种单体自聚合辅助合成的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其特征在于：所述步骤(2) 中溴化铅与溴化铯的浓度比为1：1~2。3.根据权利要求1所述的一种单体自聚合辅助合成的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺本林，汪苏东，矫玉静，陈海燕，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：