一种基于硫氰基的二维Cs2PbI2(SCN)2钙钛矿太阳电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了属于太阳电池技术领域的一种基于硫氰基的二维Cs2PbI2(SCN)2钙钛矿太阳电池及其制备方法。所述钙钛矿太阳电池由依次布设的FTO基底、TiO2致密层、钙钛矿光吸收层、缓冲层、空穴传输层、金电极层所组成；所述钙钛矿光吸收层为甲脒盐酸盐掺杂的Cs2PbI2(SCN)2，缓冲层为三甲基溴化铵类物质。甲脒盐酸盐中的氯离子作为晶粒尺寸调节模板进入钙钛矿晶格中，氯离子及其中间产物的生成调节了结晶过程，充分发挥了晶粒均匀化作用，有效提高了载流子传输性能，大幅度提高载流子寿命。与此同时，采用三甲基溴化铵类物质作为缓冲层克服了空穴传输层难以在钙钛矿传输层均匀化沉积的缺陷，最终发挥光电性能的优势。最终发挥光电性能的优势。最终发挥光电性能的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于硫氰基的二维Cs2PbI2(SCN)2钙钛矿太阳电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于太阳电池
，具体涉及一种基于硫氰基的二维Cs2PbI2(SCN)2钙钛矿太阳电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着有机无机钙钛矿材料的蓬勃发展，其认证效率已经达到25.5％。但是这种三维钙钛矿仍然具有一些需要被改进的缺点，如热、光、湿度稳定性，与三维钙钛矿材料相比，低维钙钛矿，尤其是二维钙钛矿材料，具有更高的可调节性、优异的光物理性能和较高的稳定性。对于典型的2D钙钛矿结构(其分子通式为A2BX4)，其中A为阳离子，如Cs
+
、MA
+
或FA
+
等阳离子，B为二价金属离子，X为卤素阴离子。金属离子和卤素离子通过共价键紧密连接，从而形成由八面体骨架组成的无机层。二维钙钛矿由于其更大的带隙，吸收更窄；在室温下，能形成稳定的激子，激子结合能高达数百meV。然而截至目前，全无机二维钙钛矿与有机无机杂化二维钙钛矿相比，受到的关注较少，与有机无机杂化二维钙钛矿中的有机基团形成的势垒相比，全无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硫氰基的二维Cs2PbI2(SCN)2钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述钙钛矿太阳电池由依次布设的FTO基底、TiO2致密层、钙钛矿光吸收层、缓冲层、空穴传输层、金电极层所组成；所述钙钛矿光吸收层的材料为甲脒盐酸盐掺杂的Cs2PbI2(SCN)2，所述缓冲层的材料为三甲基溴化铵类物质。2.根据权利要求1所述一种基于硫氰基的二维Cs2PbI2(SCN)2钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述三甲基溴化铵类物质前端基团为苯基、十六烷基、十二烷基或辛基；具体的，包括苯基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵或辛基三甲基溴化铵。3.根据权利要求1所述一种基于硫氰基的二维Cs2PbI2(SCN)2钙钛矿太阳电池，其特征在于，钙钛矿光吸收层的厚度不低于100nm，TiO2致密层的厚度为20～30nm，缓冲层的厚度为5～10nm，空穴传输层的厚度为150～220nm，金电极层的厚度为65～75nm。4.一种基于硫氰基的二维Cs2PbI2(SCN)2钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以FTO导电玻璃作为FTO基底，利用溶液法在FTO基底上沉积TiO2前驱体溶液，退火处理得到TiO2致密层；2)将钙钛矿前驱体溶液旋涂在TiO2致密层之上，低温加热后冷却获得钙钛矿光吸收层；3)在钙钛矿光吸收层上旋涂缓冲层溶液，得到缓冲层；4)在缓冲层上旋涂空穴传输层溶液，得到空穴传输层；5)在空穴传输层的表面利用真空蒸镀法制备金电极层，制得二维Cs2PbI2(SCN)2钙钛矿太阳电池。5.根据权利要求4所述一种基于硫氰基的二维Cs2PbI2(SCN)2钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，采用溶液法将TiO2前驱体溶液沉积在FTO基底上；所述退火温度为200℃，退火时间为30～40min。6.根据权利要求5所述一种基于硫氰基的二维Cs2PbI2(SCN)2钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，所述溶液法操作方法为：将4～5mL四氯化钛溶液滴入由200～250mL去离子水冷冻成的冰块上，将FTO基底浸泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建曦，许佳，吴巧慧，崔美娜，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：