钙钛矿前驱体溶液、钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏系统技术方案

本申请涉及一种钙钛矿前驱体溶液、钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏系统。该钙钛矿前驱体溶液包括钙钛矿材料及传输功能材料；传输功能材料具有式I所示结构；其中，A代表电子受体，D代表电子给体，X代表给体基团，Y代表受体基团。传输功能材料的结构中具有电子给体及电子受体，能够起到传输电子或空穴的作用，钙钛矿前驱体溶液用于制备钙钛矿太阳能电池，能够一步制备钙钛矿层以及钙钛矿层与透明电极之间的第一传输层，能够解决分步制备中各功能层间浸润性影响涂布的问题，还避免了多步制备导致非辐射复合及缺陷增加的问题。导致非辐射复合及缺陷增加的问题。导致非辐射复合及缺陷增加的问题。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿前驱体溶液、钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏系统


[0001]本申请涉及太阳能电池
，具体涉及一种钙钛矿前驱体溶液、钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏系统。

技术介绍

[0002]钙钛矿太阳能电池作为第三代光伏电池技术发展迅猛，其实验室认证的能量转换效率从3.8％已经提升到了25.8％，与成熟的单晶硅太阳能电池相媲美。钙钛矿能以溶液加工技术制备光伏器件，例如旋涂和印刷。相对于制造硅基光伏的技术，溶液加工可以更廉价且更大规模地进行。钙钛矿材料是指一类分子式为ABX3类的陶瓷氧化物，这类材料能很好的适用于光伏器件、发光显示、光电探测、光通信等领域。
[0003]传统钙钛矿薄膜电池量产中常见的狭缝涂布，是确保成功获得均匀功能层和钙钛矿层薄膜最为成功的工艺。而对于涂布来说，除了本身涂布机的稳定性与重复性，基底面材料的性质同样决定了涂布膜的质量与太阳能电池性能。此外，钙钛矿层与传输层之间的界面最容易产生非辐射复合，从而导致界面处钙钛矿晶体缺陷。因此，如何更容易涂布高质量薄膜以及减少界面的非辐射复合，是进一步提升钙钛矿太阳能电池性能的关键。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请提供一种钙钛矿前驱体溶液，能够通过一步制备传输层及钙钛矿层，避免传统分步在基底上制备传输层及钙钛矿层而导致的缺陷增加。
[0005]本申请的一个方面，提供了一种钙钛矿前驱体溶液，包括钙钛矿材料及传输功能材料；
[0006]所述传输功能材料具有式I所示结构：
[0007][0008]其中，A代表电子受体，D代表电子给体，X代表给体基团，Y代表受体基团。
[0009]在其中一些实施方式中，A选自
及中的一种；
[0010]D选自D选自D选自及中的一种；
[0011]X选自
‑
COO
‑
、及中的一种；
[0012]Y选自及
‑
NO2中的一种；
[0013]其中，每个R、R
x
各自独立地选自由具有2～40个C原子的直链、支链和环状烷基构成的组，其中一个或多个不相邻的C原子任选地被
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
C(O)
‑
、
‑
C(O
‑
)
‑
O
‑
、
‑
O
‑
C(O)
‑
、
‑
O
‑
C(O)
‑
O
‑
，
‑
CR0＝CR
00
‑
或
‑
C≡C
‑
替代，并且其中一个或多个H原子可以被F、Cl、Br、I或CN替代，或表示为具有4～30个未取代或被一个或多个非芳香族基团取代的环原子的芳基、杂芳基、芳氧基、杂芳氧基、芳基羰基、杂芳基羰基、芳基羰氧基、杂芳基羰氧基、芳氧基羰基或杂芳氧基羰基，其中R0和R
00
独立地为直链、支链或环状烷基。
[0014]在其中一些实施方式中，所述传输功能材料选自在其中一些实施方式中，所述传输功能材料选自
[0015]及中的一种。
[0016]在其中一些实施方式中，所述传输功能材料为或者
[0017][0018]在其中一些实施方式中，所述钙钛矿材料包含钙钛矿型金属卤化物，所述钙钛矿型金属卤化物的通式为ABX3；
[0019]其中，A为一价阳离子，B为二价阳离子，X为一价阴离子。
[0020]第二方面，本申请还提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述钙钛矿太阳能电池包括层叠设置的透明电极、第一传输层、钙钛矿层、第二传输层及金属电极；
[0021]所述钙钛矿太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
[0022]在所述透明电极的表面涂覆上述的钙钛矿前驱体溶液，制备湿膜；
[0023]去除所述湿膜中的溶剂，制备干膜；及
[0024]对所述干膜进行退火处理，制备所述第一传输层及所述钙钛矿层。
[0025]在其中一些实施方式中，所述涂覆采用狭缝涂布、刮刀涂布或者印刷工艺；
[0026]可选地，所述涂覆采用狭缝涂布工艺。
[0027]在其中一些实施方式中，所述钙钛矿太阳能电池的制备方法还包括：
[0028]在所述钙钛矿层的表面制备所述第二传输层；及
[0029]在所述第二传输层的表面制备所述金属电极。
[0030]第三方面，本申请还提供一种钙钛矿太阳能电池，采用上述的钙钛矿太阳能电池的制备方法制得。
[0031]第四方面，本申请还提供了一种光伏系统，其特征在于，包括上述的钙钛矿太阳能电池。
[0032]本申请实施方式提供钙钛矿前驱体溶液中包括钙钛矿材料及传输功能材料，其中传输功能材料的结构中具有电子给体及电子受体，能够起到传输电子或空穴的作用。上述钙钛矿前驱体溶液用于制备钙钛矿太阳能电池，能够一步制备钙钛矿层以及钙钛矿层与透明电极之间的第一传输层，能够解决分步制备中各功能层间浸润性影响涂布的问题，还避免了多步制备导致非辐射复合及缺陷增加的问题。
附图说明
[0033]图1为本申请一实施方式的钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
[0034]图2为本申请对比例1制得的钙钛矿太阳能电池的J
‑
V曲线，其中横坐标为电压，纵
坐标为电流密度；
[0035]图3为本申请实施例1制得的钙钛矿太阳能电池的J
‑
V曲线，其中横坐标为电压，纵坐标为电流密度；
[0036]附图标记说明：
[0037]1、钙钛矿太阳能电池；10、透明电极；20、第一传输层；30、钙钛矿层；40、第二传输层；50、金属电极。
具体实施方式
[0038]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
[0039]除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：
[0040]本申请中，涉及“和/或”、“或/和”、“及/或”的选择范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。需要说明的是，当用至少两个选自“和/或”、“或/和”、“及/或”的连词组合连接至少三个项目时，应当理解，该技术方案毫无疑问地包括均用“逻辑与”连接的技术方案，还毫无疑问地包括均用“逻辑或”连接的技术方案。比如，“A及/或B”包括A、B和A+B三种并列方案。又比如，“A，及/或，B，及/或，C，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，包括钙钛矿材料及传输功能材料；所述传输功能材料具有式I所示结构：其中，A代表电子受体，D代表电子给体，X代表给体基团，Y代表受体基团。2.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，A选自A选自
及中的一种；D选自D选自
及中的一种；X选自
‑
COO
‑
、及中的一种；Y选自
‑
CF3、及
‑
NO2中的一种；其中，每个R、R
x
各自独立地选自由具有2～40个C原子的直链、支链和环状烷基构成的组，其中一个或多个不相邻的C原子任选地被
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O
‑
、
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S
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、
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C(O)
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、
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‑
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CR0＝CR
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‑
或
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C≡C
‑
替代，并且其中一个或多个H原子可以被F、Cl、Br、I或CN替代，或表示为具有4～30个未...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：深圳现象光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：