【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池，尤其涉及一种高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、能源问题逐渐受到各个国家和社会的关注，发展新型光伏技术对于改变能源结构以及脱碳具有重要意义，钙钛矿材料作为一种新型的半导体材料，具备长载流子迁移率、高光吸收系数、带隙可调、成本低廉和制备工艺简单等优点。被广泛用于太阳能电池领域的研究。现如今，钙钛矿太阳能电池的光电转化效率已经超过25％，并且保持不断增长的势头，具有良好的发展前景。钙钛矿具有带隙可调的特性，可以通过简单的改变钙钛矿晶体组成来调整带隙，这有利于其在叠层电池方面的应用，而高效稳定的宽带隙钙钛矿太阳能电池是实现高效率叠层太阳能电池的基石。
2、目前广泛研究的宽带隙钙钛矿带隙主要集中在1.68v到1.75v之间，然而宽带隙钙钛矿吸光层和位于其上的载流子传输层之间存在这大量缺陷，导致洁面处严重的非辐射复合，开路电压损失严重；此外钙钛矿吸光层很容易受到空气中水和氧气的影响，稳定性较差，这些限制了宽带隙钙钛矿太阳能电池的进一步发展。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池及其制备方法，所述高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池能够较好的抑制开路电压的损失，同时具有较高的水稳定性。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，包括依次层叠设置的导电基底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、界面修饰层、电
4、所述界面修饰层的材料为富勒烯衍生物。
5、优选的，所述导电基底为导电玻璃；
6、所述导电玻璃包括玻璃和沉积在所述玻璃表面的氧化铟锡层或掺氟二氧化锡层。
7、优选的，所述空穴传输层的材料为聚乙撑二氧噻吩、聚(双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺)、(2-(3,6-二甲氧基-9h-咔唑-9-基)乙基)膦酸中的一种或几种。
8、优选的，所述钙钛矿吸光层的化学组成为：csxfayma1-x-ypbi3-zbrz；
9、其中，x的取值范围为0.05～0.2，y的取值范围为0.80～0.85，z的取值范围为0.8～1.5。
10、优选的，所述界面修饰层的材料为[6,6]-苯基-c61-丁苯乙烯基树枝状酯、1-(p-苯甲酸酯-(p-甲基乙烯基苯)-二氢吲哚[2,3][60]富勒烯、[6,6]-苯基-c61-丁酸二甲氨基乙酯、[6,6]-苯基-c61-丁酸2-((2-(二甲基氨基)乙基)(甲基)氨基)-乙酯、[6,6]-苯基-c61-丁酸2-((2-(三甲基铵)乙基)-(二甲基)铵)-乙酯二碘化物、[6,6]-苯基-c61-丁酸(18-冠-6)-2-基甲酯或富勒烯溴化胺。
11、优选的，所述电子传输层的材料为n型半导体材料；
12、所述缓冲层的材料为2,9-二甲基-4，7-二苯基-1,10-菲啰啉。
13、优选的，所述电极层的材料为金、银和铜中的一种或几种。
14、本专利技术还提供了上述技术方案所述高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
15、在导电基底的导电层表面制备空穴传输层；
16、在所述空穴传输层的表面涂覆钙钛矿前驱体浆料，在所述涂覆结束前滴加界面修饰层材料的反溶剂溶液，退火，得到钙钛矿吸光层和界面修饰层；
17、在所述界面修饰层的表面依次制备电子传输层、缓冲层和电极层，得到所述高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池。
18、优选的，所述界面修饰层材料的反溶剂溶液中的反溶剂为氯苯；
19、所述界面修饰层材料的反溶剂溶液的浓度为0.4～0.8mol/l。
20、优选的，所述退火的温度为100～200℃，时间为5～30min。
21、本专利技术提供了一种高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，包括依次层叠设置的导电基底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、界面修饰层、电子传输层、缓冲层和电极层；所述界面修饰层的材料为富勒烯衍生物。本专利技术所述高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池中的界面修饰层克服了现有技术中宽带隙钙钛矿层和载流子传输层界面处存在的大量缺陷的缺点，改善了钙钛矿薄膜的成膜性，且改善了钙钛矿层和载流子传输层之间的界面接触，抑制了开路电压损失，使得采用本专利技术的方法制备得到的宽带隙钙钛矿太阳能电池具有高开路电压；由于本专利技术在宽带隙钙钛矿层上覆盖了界面修饰层，界面修饰层亦可作为保护层，克服钙钛矿易受水氧侵袭的缺陷，采用本专利技术制备的宽带隙钙钛矿太阳能电池具有较高的水稳定性。
22、本专利技术还提供了上述技术方案所述高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：在导电基底的导电层表面制备空穴传输层；在所述空穴传输层的表面涂覆钙钛矿前驱体浆料，在所述涂覆结束前滴加界面修饰层材料的反溶剂溶液，退火，得到钙钛矿吸光层和界面修饰层；在所述界面修饰层的表面依次制备电子传输层、缓冲层和电极层，得到所述高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池。本专利技术采用涂覆法，在反溶剂中加入可交联的富勒烯衍生物，从而在钙钛矿吸光层和电子传输层之间制备了一层界面修饰层，该界面修饰层可以钝化钙钛矿表面缺陷，改善钙钛矿层和电子传输层间的界面接触，提升钙钛矿薄膜结晶质量，抑制非辐射复合实现，高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池的制备；同时界面修饰层可以有效保护钙钛矿吸光层免受水氧的影响，提升器件的稳定性。
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1.一种高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠设置的导电基底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、界面修饰层、电子传输层、缓冲层和电极层；
2.如权利要求1所述的高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述导电基底为导电玻璃；
3.如权利要求1所述的高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层的材料为聚乙撑二氧噻吩、聚(双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺)、(2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基)膦酸中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸光层的化学组成为：CsxFAyMA1-x-yPbI3-zBrz；
5.如权利要求1所述的高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述界面修饰层的材料为[6,6]-苯基-C61-丁苯乙烯基树枝状酯、1-(p-苯甲酸酯-(p-甲基乙烯基苯)-二氢吲哚[2,3][60]富勒烯、[6,6]-苯基-C61-丁酸二甲氨基乙酯、[6,6]-苯基-C61-丁酸2-((2-(二甲基氨基)乙基)(甲基)
6.如权利要求1所述的高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层的材料为n型半导体材料；
7.如权利要求1所述的高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电极层的材料为金、银和铜中的一种或几种。
8.权利要求1～7任一项所述高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述界面修饰层材料的反溶剂溶液中的反溶剂为氯苯；
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为100～200℃，时间为5～30min。
...【技术特征摘要】
1.一种高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠设置的导电基底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、界面修饰层、电子传输层、缓冲层和电极层；
2.如权利要求1所述的高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述导电基底为导电玻璃；
3.如权利要求1所述的高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层的材料为聚乙撑二氧噻吩、聚(双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺)、(2-(3,6-二甲氧基-9h-咔唑-9-基)乙基)膦酸中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸光层的化学组成为：csxfayma1-x-ypbi3-zbrz；
5.如权利要求1所述的高开路电压宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述界面修饰层的材料为[6,6]-苯基-c61-丁苯乙烯基树枝状酯、1-(p-苯甲酸酯-(p-甲基乙烯基苯)-二氢吲哚[2,3][60]富勒烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏俊峰，籍天白，曹栋强，孔令伟，
申请(专利权)人：上海乐天钙钛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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