基于水蒸气调控PbI2的钙钛矿太阳能电池及制备方法技术

本发明专利技术公开一种基于水蒸气调控PbI2的钙钛矿太阳能电池，由下至上依次包括：透明导电基底、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、金属电极层；其中，钙钛矿吸光层的界面调控层为水蒸气；通过使用了水蒸气处理PbI2的表面，有效调控碘化铅有序生长，使得有机铵盐与碘化铅下反应完全，减少了钙钛矿太阳能电池的非辐射复合，提高了钙钛矿薄膜的质量；本发明专利技术还提供了制备方法，通过制备经水蒸气处理的钙钛矿吸光层，进而制备钙钛矿太阳能电池；与现有技术相比，该碘化铅有序生长，后注入的有机铵盐能顺利进入到碘化铅下界面并与之反应完全，生长出的薄膜质量更好，因此该电池的电流密度、开路电压和填充因子都有明显提升，稳定性也有所改善。所改善。所改善。

【技术实现步骤摘要】
基于水蒸气调控PbI2的钙钛矿太阳能电池及制备方法


[0001]本专利技术涉及钙钛矿太阳能电池
，具体涉及基于水蒸气调控PbI2的钙钛矿太阳能电池及制备方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿太阳能电池因其载流子迁移率高、扩散长度长、带隙可调、激子结合能低等优点而受到广泛关注。自2009年至今，其光电转换效率从3.8％串升到25.7％，可以与传统的硅基太阳能电池相媲美，在商业化应用方面显示出巨大的潜力。但是，稳定性仍然是阻碍其商业化的关键性因素。
[0003]钙钛矿薄膜制备工艺有多种，如溶液沉积法、真空蒸发法、气相辅助沉积法等。其中，溶液沉积法是一种简便且低成本的工艺。溶液沉积法又分为一步法和两步法，两步法比一步法更实用，能控制薄膜的结晶过程，能形成垂直生长的晶体，生长出高质量的钙钛矿薄膜。但是，两步法也同样存在不足之处，其中，两步法中的第一步先形成的碘化铅薄膜表面非常的致密，这使得第二步注入的有机铵盐离子很难进入到碘化铅的下表面，因此，有机铵盐难与碘化铅反应完全，容易在薄膜表面形成孔洞，而存在过量的碘化铅已被证明会降低器件的性能。另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水蒸气调控PbI2的钙钛矿太阳能电池，由下至上依次包括：透明导电基底、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、金属电极层；其特征在于：所述透明导电基底为ITO；所述电子传输层为SnO2；所述钙钛矿吸光层为Cs
0.065
(FA
0.7
MA
0.3
)
0.935
Pb(I
0.89
Br
0.11
)3；所述空穴传输层为Spiro
‑
OMeTAD；所述金属电极层为Ag；其中，钙钛矿吸光层的界面调控层为水蒸气。2.制备权利要求1所述基于水蒸气调控PbI2的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：通过制备经水蒸气处理的钙钛矿吸光层，进而制备钙钛矿太阳能电池。3.如权利要求2所诉的基于水蒸气调控PbI2的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：在氮气环境下，在电子传输层上旋涂碘化铅胶体溶液形成碘化铅薄膜；在空气环境下，对制备好的碘化铅薄膜表面进行水蒸气处理；在氮气环境下，将处理后的碘化铅薄膜表面旋涂有机铵盐溶液，生成钙钛矿薄膜得到钙钛矿吸光层。4.一种基于水蒸气调控PbI2的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：透明导电基底表面进行清洗，洗净后用氮气吹干并进行紫外
‑
臭氧处理；S2：在S1处理过的透明导电基底上旋涂电子传输层，并进行紫外
‑
臭氧处理；S3：在氮气环境下，在电子传输层上旋涂碘化铅胶体溶液形成碘化铅薄膜；S4：在空气环境下，对S3制备好的碘化铅薄膜表面进行水蒸气处理；S5：在氮气环境下，将S4处理后的碘化铅薄膜表面旋涂有机铵盐溶液，生成钙钛矿薄膜得到钙钛矿吸光层；S6：在氮气环境下，在S5制备的钙钛矿吸光层上旋涂Spiro
‑
OMeTAD溶液，制备空穴传输层；S7：利用真空热蒸发法在S6制备的空穴传输层上沉积银电极；S8：将制备的电池放入烘箱中氧化4小时。5.如权利要求4所述的基于水蒸气调控PbI2的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述S1具体包括：将透明导电基底用洗洁精浸泡过的无尘布擦洗，然后用去离子水冲洗，冲洗完成后依次分别用玻璃清洁剂溶液、去离子水、洗洁精溶液、去离子水、乙醇超声清洗15min，即可得到干净透明导电基底。6.如权利要求4所述的基于水蒸气调控PbI2的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述S2具体包括：洗净的透明导电基底经过所述S1方法中...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏利萍，章文峰，唐斌，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：