【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池，特别是涉及钙钛矿太阳能电池的转化效率和长期稳定性的提升及其制备方法。
技术介绍
1、钙钛矿太阳能电池被认为是最有前途的光伏技术之一。最近，通过在3d钙钛矿表面形成2d钙钛矿来构建2d/3d异质结引起了人们的广泛关注，报道的效率已超过25％。这种2d/3d策略可以有效钝化表面缺陷并保护下面的3d钙钛矿，逐渐成为高效钙钛矿太阳能电池最成功、最有效的方法。然而，长期稳定性仍然是一个巨大的挑战，特别是对于光热多重条件下的钙钛矿太阳能电池。一个关键原因在于钙钛矿本身与碘损失相关的降解。在光照下，光生空穴可以将钙钛矿的i-离子氧化成中性i0，进一步向钙钛矿表面扩散并形成挥发性i2物质。i2产物在加热条件下的挥发会破坏化学平衡并加速钙钛矿的降解。此外，钙钛矿中的i2物质还会损坏传输层，甚至腐蚀金属电极，进一步促进器件退化。因此，必须很好地抑制钙钛矿表面i2物质的形成及其从钙钛矿中的损失，以提高器件的稳定性。尽管2d/3d异质结得到广泛应用，但2d钙钛矿也遭受严重的碘损失，并且不能很好地解决这种与碘相关的降解。因此，有必要重新设计2d/3d异质结来抑制钙钛矿中的碘损失并实现钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术的目的是针对钙钛矿中的碘损失问题，提供的一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。该方法可以吸附钙钛矿表面产生的i2物质，抑制钙钛矿表面i2物质的形成及其从钙钛矿中的损失，将其应用于钙钛矿太阳能电池中，可使钙钛矿太阳能电池具有较高的转化效率和优
2、实现本专利技术目的的具体技术方案是：
3、一种钙钛矿太阳能电池，特点是所述钙钛矿太阳能电池包括：依次叠层设置的衬底、空穴传输层、钙钛矿薄膜层、2d钙钛矿层、电子传输层和电极层，所述2d钙钛矿层为碘吸附功能化2d钙钛矿(bea)2[pbh4]；
4、所述碘吸附功能化2d钙钛矿(bea)2[pbh4]由铅卤化物pbh2和3-丁烯胺bea构建而成；其中，h＝cl、br或i；
5、所述的碘吸附功能化2d钙钛矿通过真空蒸镀与溶液旋涂协同辅助沉积，其薄膜厚度为1-10nm；
6、所述电子传输层为pcbm、c60和sno2等有机物或氧化物中的一种或者多种；
7、所述钙钛矿薄膜层为有机-无机杂化材料abx3，其中a为有机胺阳离子或/和铯离子，b为pb2+、sn2+和ge2+中的任意一种，x为卤素阴离子或scn-。
8、所述a为ch3nh3+、hc(nh2)2+、ch3ch2nh3+和cs+中的任意一种或两种，所述x为cl-、br-、i-和scn-中的任意一种。
9、一种上述钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
10、提供一衬底；
11、在所述衬底上形成空穴传输层；以及
12、在所述空穴传输层上形成所述的钙钛矿薄膜层；以及
13、在所述钙钛矿薄膜层上形成碘吸附功能化2d钙钛矿层；以及
14、在所述碘吸附功能化2d钙钛矿层上形成所述的电子传输层；以及
15、在所述电子传输层上形成金属电极层；其中，
16、所述钙钛矿薄膜层的形成，具体包括：
17、所述钙钛矿薄膜层为有机-无机杂化材料abx3层，其中a为有机胺阳离子或/和铯离子，b为pb2+、sn2+和ge2+中的任意一种，x为卤素阴离子或scn-；
18、将a、b和x溶解在溶剂中，得到钙钛矿前驱体溶液；其中，a、b和x的摩尔比为1:1:3；a为有机胺阳离子和铯离子时，其有机胺阳离子和铯离子的摩尔比为：9-12；溶剂为n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的一种或两种混合；
19、然后在氮气手套箱中用匀胶机将钙钛矿前驱体溶液旋涂在ito玻璃衬底上，转速为先1500-2000转/分旋涂8-10秒，再4000-5000转/分旋涂20-22秒，并在第10-13秒时滴入130-150微升的氯苯反溶剂；
20、再在相对湿度为25％-35％的空气环境中142-152℃退火处理18-24分钟，形成钙钛矿薄膜层；
21、所述碘吸附功能化2d钙钛矿层的形成，具体包括：
22、所述钙钛矿层为碘吸附功能化2d钙钛矿(bea)2[pbh4]；所述碘吸附功能化2d钙钛矿(bea)2[pbh4]由铅卤化物pbh2和3-丁烯胺bea构建而成；其中，h＝cl、br或i；
23、采用真空热蒸镀的方法蒸镀一层铅卤化物pbh2，蒸镀速率为0.3-0.5埃/秒，厚度为1-10nm；采用0.3-1mg/ml的3-丁烯胺bea异丙醇溶液旋涂成形，匀胶机的转速为4000-5000转/分钟，时间为30-40秒，然后在80-100℃下退火处理5-10分钟，形成碘吸附功能化2d钙钛矿层。
24、本专利技术的有益效果：由铅卤化物pbh2(h＝cl、br或i)和3-丁烯胺bea构建而成的碘吸附功能化2d钙钛矿(bea)2[pbh4]，一方面能够可以化学吸附3d钙钛矿中光热诱导产生的碘物质，抑制钙钛矿电池的碘损失或扩散。另一方面，由2d钙钛矿与3d钙钛矿构成的2d/3d异质结构可以有效抑制界面载流子复合并促进倒置钙钛矿电池中的载流子提取。因此，基于碘吸附功能化2d钙钛矿层的钙钛矿电池能够获得较高的转化效率和优异的长期稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池包括：依次叠层设置的衬底、空穴传输层、钙钛矿薄膜层、2D钙钛矿层、电子传输层和电极层，所述2D钙钛矿层为碘吸附功能化2D钙钛矿(BEA)2[PbH4]；
2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述A为CH3NH3+、HC（NH2）2+、CH3CH2NH3+和Cs+中的任意一种或两种，所述X为Cl-、Br-、I-和SCN-中的任意一种。
3.一种权利要求1所述钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池包括：依次叠层设置的衬底、空穴传输层、钙钛矿薄膜层、2d钙钛矿层、电子传输层和电极层，所述2d钙钛矿层为碘吸附功能化2d钙钛矿(bea)2[pbh4]；
2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。