【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钙钛矿太阳能电池的制备，特别涉及一种钙钛矿太阳能电池的制备方法。
技术介绍
1、一般地，高效率正型钙钛矿太阳能电池通常采用spiro-ometad(2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴，以下简称spiro)作为空穴传输材料，同时，在spiro溶液中加入掺杂剂li-tfsi(双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐)和tbp(4-叔丁基吡啶)。旋涂成膜后，需要放置在干燥空气中缓慢氧化spiro，提升整个空穴传输层的导电性。研究表明，空穴传输层的氧化质量对膜层的空穴迁移率起着至关重要的作用。采用空气氧化的方法氧化得到的spiro受环境影响显著，氧化时间长，氧化得到的电池一致性及稳定性较差，且迟滞较大，特别对大面积电池的影响更为显著，严重制约了钙钛矿太阳能电池的产业化进程。
2、为了控制spiro的稳定氧化，比较常见的方法是在spiro前驱体溶液里加入适量的氧化剂fk-209(钴盐)或对spiro的薄膜做紫外光照处理，然后在空气中氧化。该方法在一定程度上提升了spiro氧化的可重复性。然而，1～3天的氧化周期仍然较长。并且，钴盐的加入带来电池稳定性降低的问题，紫外光加速spiro氧化的同时也导致了电池稳定性的下降。因此，对于以spiro作为空穴传输材料的正型钙钛矿太阳能电池，如何同时获得高的光电转换效率，以及高的长期稳定性是急需解决的问题。
3、现有方法在制备空穴传输层薄膜时，因空穴传输材料spiro氧化不稳定、不充分、时间长等导致正型钙钛矿太阳能电池的光电转换效率低、重
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，快速氧化spiro，在短时间内制备出高空穴迁移率的空穴传输层薄膜，最终制备出高效率、高稳定性的钙钛矿太阳能电池。
2、本专利技术是这样实现的，提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：将掺杂剂tbp和li-tfsi的乙腈溶液加入到spiro的氯苯溶液中，充分混合均匀，向上述溶液里加入适量氧化剂，充分搅拌反应，通入干燥二氧化碳气体鼓泡，将经二氧化碳气体鼓泡处理后的溶液沉积到已制备完成的钙钛矿薄膜表面，得到空穴传输层薄膜，然后再在空穴传输层薄膜表面蒸镀电极，完成钙钛矿太阳能电池的制备；其中，氧化剂包括氧化铬(cro3)、氧化锰(mno2)、高锰酸钾(kmno4)、铁氰化钾(k3[fe(cn)6])、五氧化二钒(v2o5)中任意一种，氧化剂与spiro的摩尔比为0.1％～5％。
3、进一步地，所述li-tfsi的乙腈溶液浓度为300mg/ml～800mg/ml，spiro氯苯溶液的浓度为50mg/ml～100mg/ml，spiro、li-tfsi与tbp的物质的量比为1:0.2～0.8:2～10。
4、本专利技术是这样实现的，还提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：将掺杂剂tbp和zn(tfsi)2(双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺锌)的乙腈溶液加入到spiro的氯苯溶液中，充分混合均匀，向上述溶液里加入适量氧化剂，充分搅拌反应，通入干燥二氧化碳气体鼓泡，将经二氧化碳气体鼓泡处理后的溶液沉积到已制备完成的钙钛矿薄膜表面，得到空穴传输层薄膜，然后再在空穴传输层薄膜表面蒸镀电极，完成钙钛矿太阳能电池的制备；其中，氧化剂包括氧化铬(cro3)、氧化锰(mno2)、高锰酸钾(kmno4)、铁氰化钾(k3[fe(cn)6])、五氧化二钒(v2o5)中任意一种，氧化剂与spiro的摩尔比为0.1％～5％。
5、进一步地，所述zn(tfsi)2的乙腈溶液浓度为300mg/ml～800mg/ml，spiro氯苯溶液的浓度为50mg/ml～100mg/ml，spiro、zn(tfsi)2与tbp的物质的量比为1:0.2～0.8:2～10。
6、进一步地，在所述钙钛矿薄膜中含有钙钛矿，所述钙钛矿是一种具有abx3型结构的晶体材料，其中，a为甲胺基(ch3nh3+)、甲脒基(ch(nh2)2+)、铯(cs+)一价阳离子中至少一种，b为二价的铅离子(pb2+)和亚锡离子(sn2+)，x为卤素阴离子cl-、br-、i-中任意一种。
7、进一步地，在所述钙钛矿薄膜中还含有离子掺杂物，离子掺杂物为胍基阳离子(c(nh2)3+)、丁胺基阳离子(ch3(ch2)3nh3+)、苯乙胺基阳离子(c6h5(ch2)2nh3+)有机胺阳离子中任意一种，或者为锂、钠、钾、铷、硼、硅、锗、砷、锑、铍、镁、钙、锶、钡、铝、铟、镓、锡、铊、铅、铋、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金无机阳离子中任意一种，或者为硫氰酸根(scn-)、醋酸根(ch3coo-)、甲酸根(hcoo-)、四氟硼酸根(bf4-)及磷酸根(po4-)阴离子中任意一种。
8、进一步地，所述电极为金，或者为氧化钼和银的合金，或者为氧化钼和铜的合金。
9、进一步地，所述二氧化碳气体鼓泡处理时间为0.5～60分钟。
10、进一步地，经二氧化碳气体鼓泡处理后还需要将溶液进行过滤处理，滤除溶液中的反应固体物后得到过滤溶液。
11、与现有技术相比，本专利技术的钙钛矿太阳能电池的制备方法，采用气(二氧化碳)+固(氧化剂)结合的方法对spiro前驱体溶液进行氧化，成膜后不需要额外的空气氧化过程，极大的缩短了spiro的氧化时间，提升了空穴传输层薄膜的空穴迁移率，提高了制备工艺的可重复性，最终使得钙钛矿太阳能电池在获得高的光电转换效率的同时，还具备良好的长期稳定性。
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1.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将掺杂剂tbp和Li-TFSI的乙腈溶液加入到Spiro的氯苯溶液中，充分混合均匀，向上述溶液里加入适量氧化剂，充分搅拌反应，通入干燥二氧化碳气体鼓泡，将经二氧化碳气体鼓泡处理后的溶液沉积到已制备完成的钙钛矿薄膜表面，得到空穴传输层薄膜，然后再在空穴传输层薄膜表面蒸镀电极，完成钙钛矿太阳能电池的制备；其中，氧化剂包括氧化铬、氧化锰、高锰酸钾、铁氰化钾、五氧化二钒中任意一种，氧化剂与Spiro的摩尔比为0.1％～5％。
2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述Li-TFSI的乙腈溶液浓度为300mg/mL～800mg/mL，Spiro氯苯溶液的浓度为50mg/mL～100mg/mL，Spiro、Li-TFSI与tbp的物质的量比为1:0.2～0.8:2～10。
3.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将掺杂剂tbp和Zn(TFSI)2的乙腈溶液加入到Spiro的氯苯溶液中，充分混合均匀，向上述溶液里加入适量氧化剂，充分搅拌反应，通入干燥二氧化碳气体鼓
4.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述Zn(TFSI)2的乙腈溶液浓度为300mg/mL～800mg/mL，Spiro氯苯溶液的浓度为50mg/mL～100mg/mL，Spiro、Zn(TFSI)2与tbp的物质的量比为1:0.2～0.8:2～10。
5.如权利要求1或3所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述钙钛矿薄膜中含有钙钛矿，所述钙钛矿是一种具有ABX3型结构的晶体材料，其中，A为甲胺基、甲脒基、铯一价阳离子中至少一种，B为二价的铅离子和亚锡离子，X为卤素阴离子Cl-、Br-、I-中任意一种。
6.如权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述钙钛矿薄膜中还含有离子掺杂物，离子掺杂物为胍基阳离子、丁胺基阳离子、苯乙胺基阳离子有机胺阳离子中任意一种，或者为锂、钠、钾、铷、硼、硅、锗、砷、锑、铍、镁、钙、锶、钡、铝、铟、镓、锡、铊、铅、铋、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金无机阳离子中任意一种，或者为硫氰酸根、醋酸根、甲酸根、四氟硼酸根及磷酸根阴离子中任意一种。
7.如权利要求1或3所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述电极为金，或者为氧化钼和银的合金，或者为氧化钼和铜的合金。
8.如权利要求1或3所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述二氧化碳气体鼓泡处理时间为0.5～60分钟。
9.如权利要求1或3所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，经二氧化碳气体鼓泡处理后还需要将溶液进行过滤处理，滤除溶液中的反应固体物后得到过滤溶液。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将掺杂剂tbp和li-tfsi的乙腈溶液加入到spiro的氯苯溶液中，充分混合均匀，向上述溶液里加入适量氧化剂，充分搅拌反应，通入干燥二氧化碳气体鼓泡，将经二氧化碳气体鼓泡处理后的溶液沉积到已制备完成的钙钛矿薄膜表面，得到空穴传输层薄膜，然后再在空穴传输层薄膜表面蒸镀电极，完成钙钛矿太阳能电池的制备；其中，氧化剂包括氧化铬、氧化锰、高锰酸钾、铁氰化钾、五氧化二钒中任意一种，氧化剂与spiro的摩尔比为0.1％～5％。
2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述li-tfsi的乙腈溶液浓度为300mg/ml～800mg/ml，spiro氯苯溶液的浓度为50mg/ml～100mg/ml，spiro、li-tfsi与tbp的物质的量比为1:0.2～0.8:2～10。
3.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将掺杂剂tbp和zn(tfsi)2的乙腈溶液加入到spiro的氯苯溶液中，充分混合均匀，向上述溶液里加入适量氧化剂，充分搅拌反应，通入干燥二氧化碳气体鼓泡，将经二氧化碳气体鼓泡处理后的溶液沉积到已制备完成的钙钛矿薄膜表面，得到空穴传输层薄膜，然后再在空穴传输层薄膜表面蒸镀电极，完成钙钛矿太阳能电池的制备；其中，氧化剂包括氧化铬、氧化锰、高锰酸钾、铁氰化钾、五氧化二钒中任意一种，氧化剂与spiro的摩尔比为0.1％～5％。
4.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述zn(tfsi)2的乙腈溶液浓度为300mg/ml～800...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：杭州纤纳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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