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2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺的应用、钙钛矿太阳能电池及其制备方法技术

技术编号:40536457 阅读:10 留言:0更新日期:2024-03-01 13:58
本发明专利技术属于钙钛矿太阳能电池技术领域,具体涉及一种2,4,5,6‑四氟‑1,3‑苯二胺的应用、钙钛矿太阳能电池及其制备方法。本发明专利技术采用2,4,5,6‑四氟‑1,3‑苯二胺材料作为钙铁矿薄膜的添加剂,以减少钙钛矿薄膜的缺陷,从而提高器件的光伏性能。结果表明,2,4,5,6‑四氟‑1,3‑苯二胺添加剂降低了光捕获钙钛矿内的陷阱密度,抑制了光伏器件中的非辐射损失。此外,2,4,5,6‑四氟‑1,3‑苯二胺通过减少表面缺陷来改善钙钛矿形态,从而阻碍钙钛矿界面上的电荷积累中心并促进电荷传输机制。此外,钝化钙钛矿由于其改进的晶体性能而显示出更高的抗环境降解能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钙钛矿太阳能电池,具体涉及2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺的应用、钙钛矿太阳能电池及其制备方法


技术介绍

1、由于低廉的制造成本和快速提高的功率转换效率,钙钛矿太阳能电池引起了人们的极大兴趣。与其他材料不同,钙钛矿半导体具有载流子扩散长度长、缺陷承受能力强、带隙范围可调、吸收率强、激子结合能低等特点。空穴传输层是钙钛矿太阳能电池中重要的一层结构,然而传统的空穴材料价格昂贵,开发低成本空穴传输层甚至无空穴传输层钙钛矿太阳能电池是生产经济实惠的光伏设备的方法之一。

2、钙钛矿有限的耐湿热性能通常归因于其润湿性和热不稳定性,制备的钙钛矿层的电荷转移性质较弱,因此其能量转换效率较低。钙钛矿薄膜上的缺陷通常被认为是限制其性能的主要因素;降低钙钛矿薄膜中的缺陷密度对于制备具有高pce和稳定性的pscs具有重要意义。

3、传统的降低钙钛矿层的缺陷密度的方法是在钙钛矿层中添加钝化剂,通过离子或配位键或转化为宽禁带材料来钝化缺陷。但现有的钝化材料依然存在钝化效果不明显的缺陷,进而影响钙钛矿太阳能电池的性能。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺的应用、钙钛矿太阳能电池及其制备方法,本专利技术将2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺应用于钙钛矿层中,能够减少钙钛矿薄膜的缺陷,提高太阳能电池的光电转化效率。

2、为了实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:

3、本专利技术提供了一种2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺在钙钛矿太阳能电池的钙钛矿层中的应用。

4、本专利技术提供了一种钙钛矿太阳能电池,由下到上包括依次层叠设置的导电基底、电子传输层、钙钛矿层和背电极;

5、所述钙钛矿层的材料包括钙钛矿材料和2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺。

6、优选的,所述钙钛矿材料的化学组成为abx3,所述a包括ch3nh3+、hc(nh2)2+和cs+中的至少一种;所述b包括pb2+;所述x包括卤素离子。

7、优选的,所述钙钛矿层的厚度为100~500nm。

8、优选的,所述电子传输层的材料为二氧化锡或二氧化钛;所述电子传输层的厚度为50~200nm。

9、优选的,所述背电极的材料为金属;所述背电极的厚度为10~150nm。

10、本专利技术还提供了上述技术方案所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,包括以下步骤:

11、在导电基底上制备电子传输层;

12、将含有2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺的钙钛矿前驱体溶液旋涂在所述电子传输层上,进行退火,得到钙钛矿层;

13、在所述钙钛矿层上制备背电极,得到所述钙钛矿太阳能电池。

14、优选的,所述含有2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺的钙钛矿前驱体溶液中2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺的质量浓度为0.01~1mg/ml。

15、本专利技术提供了一种2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺在钙钛矿太阳能电池的钙钛矿层中的应用。本专利技术采用2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺材料作为钙铁矿薄膜的添加剂,以减少钙钛矿薄膜的缺陷,从而提高器件的光伏性能。结果表明,2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺添加剂降低了光捕获钙钛矿内的陷阱密度,抑制了光伏器件中的非辐射损失。此外,2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺通过减少表面缺陷来改善钙钛矿形态,从而阻碍钙钛矿界面上的电荷积累中心并促进电荷传输机制。此外,钝化钙钛矿由于其改进的晶体性能而显示出更高的抗环境降解能力。

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【技术保护点】

1.2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺在钙钛矿太阳能电池的钙钛矿层中的应用。

2.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,由下到上包括依次层叠设置的导电基底、电子传输层、钙钛矿层和背电极;

3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述钙钛矿材料的化学组成为ABX3,所述A包括CH3NH3+、HC(NH2)2+和Cs+中的至少一种;所述B包括Pb2+;所述X包括卤素离子。

4.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述钙钛矿层的厚度为100~500nm。

5.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述电子传输层的材料为二氧化锡或二氧化钛;所述电子传输层的厚度为50~200nm。

6.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述背电极的材料为金属;所述背电极的厚度为10~150nm。

7.权利要求2~6任一项所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述含有2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺的钙钛矿前驱体溶液中2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺的质量浓度为0.01~1mg/mL。

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【技术特征摘要】

1.2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺在钙钛矿太阳能电池的钙钛矿层中的应用。

2.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,由下到上包括依次层叠设置的导电基底、电子传输层、钙钛矿层和背电极;

3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述钙钛矿材料的化学组成为abx3,所述a包括ch3nh3+、hc(nh2)2+和cs+中的至少一种;所述b包括pb2+;所述x包括卤素离子。

4.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述钙钛矿层的厚度为100~500nm。

5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:魏俊峰孔令伟曹栋强
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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