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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钙钛矿太阳能电池,尤其涉及一种钙钛矿吸收层及其制备方法和应用、钙钛矿太阳能电池。
技术介绍
1、太阳能被认为是最清洁的能源之一,有助于满足未来的全球能源需求。钙钛矿材料由于其优异的光吸收和可调节的光电特性,在设计太阳能电池器件时引起了人们的注意。在钙钛矿材料中,有机-无机杂化甲基铵-铅三卤化物(ch3nh3pbx3;x=cl,br,i)基钙钛矿在开发下一代高效率电池材料方面越来越受到人们的关注。
2、简单的室温材料合成和制造程序、相对较低的原材料成本以及丰富的原材料可用性可能是当前硅太阳能电池市场的潜在竞争对手。近年来,在实验室规模上,卤化铅钙钛矿器件的效率显著超过25%。
3、钙钛矿太阳能电池仍面临一些挑战,如在潮湿的环境条件下的稳定性和材料降解,阻碍了其可扩展的商业生产。溶液处理的室温制备可能在钙钛矿吸收层上存在多个表面缺陷,在晶界层中存在深缺陷,这可归因于较低的pce和较差的稳定性。
4、然而钙钛矿材料的添加工程可以改善钙钛矿吸收层和结晶区域上的缺陷。钙钛矿材料的添加剂工程可以促进质量的提高和电池转换效果的提高。提供了稳定的基于性能的psc,但它们仍不环保。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种钙钛矿吸收层及其制备方法和应用、钙钛矿太阳能电池。所述钙钛矿吸收层具有较高的光电性能。
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钙钛矿吸收层的制备方法,包括以
4、将纤维素添加剂溶液、pbi2和mai混合,得到mapbi3前体溶液;
5、在基体的表面旋涂所述mapbi3前体溶液,得到所述钙钛矿吸收层。
6、优选的,所述纤维素添加剂溶液中的纤维素添加剂包括羟丙基甲基纤维素和/或羟丙基甲基纤维素衍生物中的一种或几种。
7、优选的,所述纤维素添加剂溶液的浓度为0.9~1mg/ml。
8、优选的,所述纤维素添加剂溶液中的纤维素添加剂、pbi2和mai的质量比为1:(640~670):(240~260)。
9、优选的,所述混合在搅拌的条件下进行;
10、所述搅拌的转速为1750rpm,时间为3h。
11、优选的,所述旋涂的转速为1000~3000rpm,时间为10~50s。
12、本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的钙钛矿吸收层。
13、本专利技术还提供了上述技术方案所述钙钛矿吸收层在钙钛矿太阳能电池中的应用。
14、本专利技术还提供了一种钙钛矿太阳能电池,包括依次层叠设置的透明电极、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和对电极层;
15、所述钙钛矿吸收层为上述技术方案所述的钙钛矿吸收层。
16、优选的,所述电子传输层的材料包括tio2、sno2、nb2o5、in2o3、bi2s3量子点和c60中的一种或几种;
17、所述空穴传输层的材料包括pedot:pss、spiro和eh44中的一种或几种;
18、所述对电极层的材料包括au、ag、cu、al、izo和c中的一种或几种。
19、本专利技术提供了一种钙钛矿吸收层的制备方法,包括以下步骤:将纤维素添加剂溶液、pbi2和mai混合,得到mapbi3前体溶液;在基体的表面旋涂所述mapbi3前体溶液,得到所述钙钛矿吸收层。本专利技术所述制备方法通过加入纤维素添加剂以改善钙钛矿层的晶界取向和表面形态;改善所述表面形态可能会降低缺陷数量和陷阱辅助复合;改善晶界取向可以改善钙钛矿层的光电性能(如图2所示)。此外,由于纤维素添加剂的官能团与钙钛矿材料的相互作用,引入纤维素基添加剂开辟了新的研究可能性,这有助于电荷钝化。因此,所述钙钛矿吸收层添加到钙钛矿的前体溶液中提供了稳定的性能。
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1.一种钙钛矿吸收层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述纤维素添加剂溶液中的纤维素添加剂包括羟丙基甲基纤维素和/或羟丙基甲基纤维素衍生物。
3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述纤维素添加剂溶液的浓度为0.9~1mg/mL。
4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述纤维素添加剂溶液中的纤维素添加剂、PbI2和MAI的质量比为1:(640~670):(240~260)。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述混合在搅拌的条件下进行;
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述旋涂的转速为1000~3000rpm,时间为10~50s。
7.权利要求1~6任一项所述制备方法制备得到的钙钛矿吸收层。
8.权利要求7所述钙钛矿吸收层在钙钛矿太阳能电池中的应用。
9.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,包括依次层叠设置的透明电极、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和对电极层;
10.如权利要求9所
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿吸收层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述纤维素添加剂溶液中的纤维素添加剂包括羟丙基甲基纤维素和/或羟丙基甲基纤维素衍生物。
3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述纤维素添加剂溶液的浓度为0.9~1mg/ml。
4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述纤维素添加剂溶液中的纤维素添加剂、pbi2和mai的质量比为1:(640~670):(240~260)。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述混合在搅拌的条件下进行;<...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏俊峰,仝溢萌,曹栋强,孔令伟,孙清华,籍天白,
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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