一种3-氨基-5-溴吡啶-2-甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种3

【技术实现步骤摘要】
一种3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池及制备方法


[0001]本专利技术是一种3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池及制备方法，属于无机钙钛矿太阳能电池


技术介绍

[0002]随着现代人类社会对可持续发展的要求越来越高，光伏技术受到了人们越来越多的关注。有机金属杂化卤化物钙钛矿因具有良好的载流子迁移率、较长的载流子寿命和较宽的光谱吸收等优良光电特性而被认为是一种重要的吸光材料。在过去几年中，钙钛矿太阳能电池实现了光电转换效率从最初的3.8％到25.7％的提升。尽管获得了较高的PCE，但大多数钙钛矿太阳能电池是由挥发性阳离子制造的，如MA
+
和FA
+
。有机
‑
无机杂化钙钛矿太阳能电池由于受到挥发性组分的破坏，其热稳定性和光稳定性严重影响了其在实际生产中的进一步应用，而无机钙钛矿(CsPbX3，X＝Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
)则具有天然的热稳定性优势。与此同时，Cs
+
与卤化铅骨架相互作用的促进会抑制钙钛矿的分解。因此无机钙钛矿在太阳能电池领域具有极大的应用潜力。
[0003]但同样，无机钙钛矿太阳电池也具有一定缺陷。由于溶液法制备的多晶无机钙钛矿薄膜不可避免地会产生大量的表面缺陷，倒置结构的无机钙钛矿太阳电池(IPSC)通常具有一定的开路电压损失和填充因子损失。其次，无机钙钛矿薄膜的耐湿性较差，卤化物空位和空隙、以及浓度的降低，对无机钙钛矿太阳电池器件性能和稳定性会造成不利影响。
[0004]综上，现有的无机钙钛矿太阳能电池存在的问题主要是较低的光电转换效率和较差的稳定性，因此通过各种改性手段提高无机钙钛矿太阳电池的效率势在必行。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池及制备方法，通过以下技术方案解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池。
[0007]一种3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池，为PIN型结构，包括从下至上依次堆叠的透明导电衬底1、空穴传输层2、钙钛矿吸光层3、钝化层4、电子传输层5和电极6，
[0008]钙钛矿吸光层3同时满足以下条件：
[0009]a.所述钙钛矿吸光层3为CsPbI3‑
x
Br
x
型的无机钙钛矿薄膜，0≤x≤3；
[0010]b.所述钙钛矿吸光层3的厚度为300nm
‑
500nm；以及钝化层4由3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺甲醇溶液对所述钙钛矿吸光层3进行钝化处理得到。
[0011]在一些实施方式中，透明导电衬底1选自ITO导电玻璃、透明导电玻璃、透明导电柔
性塑料、导电柔性不锈钢中的一种。
[0012]在一些实施方式中，空穴传输层2的材料选自NiO
x
、PTAA、P3CT、SAM中的一种。
[0013]在一些实施方式中，电子传输层5的材料选自PCBM、C60、SnO2中的一种。
[0014]在一些实施方式中，电极6同时满足以下条件：
[0015]a.所述电极6为通过热蒸发工艺制备的金属电极；
[0016]b.所述电极6厚度为10nm
‑
100nm。
[0017]在一些可选实施方式中，电极6优选银、铜、金作为金属电极。
[0018]本专利技术的第二个目的是提供一种制备上述的3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池的钝化层的方法。
[0019]一种制备3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池的钝化层的方法，无机钙钛矿基太阳电池为PIN型结构，包括从下至上依次堆叠的透明导电衬底1、空穴传输层2、钙钛矿吸光层3、钝化层4、电子传输层5和电极6，其中，钙钛矿吸光层3为CsPbI3‑
x
Br
x
型的无机钙钛矿薄膜，0≤x≤3；
[0020]钝化层4的制备方法包括：
[0021]采用溶液动态旋涂的方式，用浓度为0.1mg/mL
‑
1.0mg/mL的3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺甲醇溶液对所述CsPbI3‑
x
Br
x
型的无机钙钛矿薄膜进行钝化处理，得到旋涂后的无机钙钛矿薄膜；
[0022]对所述旋涂后的无机钙钛矿薄膜进行退火处理，得到厚度为1nm
‑
10nm的钝化层4。
[0023]在一些实施方式中，3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺甲醇溶液的优选浓度为0.25mg/mL
‑
0.75mg/mL。
[0024]在一些实施方式中，动态旋涂操作中，旋涂速度为2000r/min
‑
8000r/min，旋涂时间为20s
‑
60s。
[0025]在一些实施方式中，退火处理操作中，退火温度为80℃
‑
100℃，退火时间为5min
‑
10min。
[0026]本专利技术的第三个目的是提供由上述方法制备得到的3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿的钝化层的应用，该钝化层适用于无机钙钛矿基叠层太阳电池，至少包括以下结构器件：
[0027]1)无机钙钛矿/钙钛矿叠层太阳电池
[0028]2)无机钙钛矿/晶硅叠层太阳电池
[0029]3)无机钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池。
[0030]本专利技术的有益效果：
[0031](1)本专利技术涉及一种3
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氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池，该3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池的钙钛矿吸光层经过钝化处理，改善了无机钙钛矿薄膜的表面缺陷，提高了无机钙钛矿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池，其特征在于，为PIN型结构，包括从下至上依次堆叠的透明导电衬底(1)、空穴传输层(2)、钙钛矿吸光层(3)、钝化层(4)、电子传输层(5)和电极(6)，所述钙钛矿吸光层(3)同时满足以下条件：a.所述钙钛矿吸光层(3)为CsPbI3‑
x
Br
x
型的无机钙钛矿薄膜，0≤x≤3；b.所述钙钛矿吸光层(3)的厚度为300nm
‑
500nm；以及所述钝化层(4)由3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺甲醇溶液对所述钙钛矿吸光层(3)进行钝化处理得到。2.根据权利要求1所述的一种3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池，其特征在于，所述透明导电衬底(1)选自ITO导电玻璃、透明导电玻璃、透明导电柔性塑料、导电柔性不锈钢中的一种。3.根据权利要求1所述的一种3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池，其特征在于，所述空穴传输层(2)的材料选自NiO
x
、PTAA、P3CT、SAM中的一种。4.根据权利要求1所述的一种3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池，其特征在于，所述电子传输层(5)的材料选自PCBM、C60、SnO2中的一种。5.根据权利要求1所述的一种3
‑
氨基
‑5‑
溴吡啶
‑2‑
甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池，其特征在于，所述电极(6)同时满足以下条件：a.所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓丹，齐珊珊，王三龙，王鹏阳，赵颖，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：