【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能电池，具体涉及一种钙钛矿薄膜的底部钝化方法。
技术介绍
1、钙钛矿太阳能电池自2009年问世以来，展现出来许多独特的优势，光吸收系数高、载流子寿命长、带隙可调、加工工艺简单、制备成本低等。经过近几年的发展，单节电池的光电转化效率可达26.1%，钙钛矿-钙钛矿双节叠层电池的效率已达29%。
2、然而，钙钛矿太阳能电池中仍存在缺陷较多的问题，由于钙钛矿是层状结构的电池，在钙钛矿薄膜的上下两层以及钙钛矿体内都易产生缺陷，易受到外界环境的影响，造成器件性能的下降。目前已有诸多工作通过后处理的钝化修饰对钙钛矿上表面进行改善，如通过体相添加剂的引入，钝化钙钛矿薄膜内部的缺陷。但光电器件的底部界面（下界面）的钝化修饰手段仍处于发展阶段，提前沉积在衬底上的钙钛矿底部界面修饰材料极易被后续钙钛矿薄膜的沉积过程破坏，有待进一步研究和解决。
3、因此，开发一种便捷有效的底部界面钝化工艺，对于提升钙钛矿电池的效率是十分必要的。
技术实现思路
1、针对钙钛矿薄膜底部界面钝化难以实现的问题，本专利技术提供了一种钙钛矿薄膜的底部钝化方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种钙钛矿薄膜，所述钙钛矿薄膜是在钙钛矿前驱体溶液中加入自沉底钝化剂后制得，所述自沉底钝化剂为含胺基磺酸的good’s缓冲剂或含胺基羧酸的good’s缓冲剂。
4、进一步地，所述含胺基磺酸的good’s缓冲剂为三羟甲基甲胺基丙磺酸或n-氨基甲
5、进一步地，所述钙钛矿前驱体为abx3结构，其中，a为铯离子（cs+）、甲脒基（fa+）、甲胺基（ma+）中任意一种、两种或三种以任意比例混合；b为铅离子（pb2+）、锡离子（sn2+）中的一种或两种以的任意比例混合；x为碘离子（i-）、溴离子（br-）、氯离子（cl-）中任意一种、两种或三种以任意比例混合。
6、进一步地，所述自沉底钝化剂的用量为钙钛矿材料中b位离子摩尔量的0.01%-10%。
7、进一步地，所述自沉底钝化剂的用量为钙钛矿材料中b位离子摩尔量的0.5%-3%。
8、本专利技术从good’s缓冲剂中选取一些特定分子作为钝化剂进入钙钛矿前驱体溶液中。由于good’s缓冲剂具有pka值在6-8之间、溶解度高、化学性质稳定、紫外可见光波长范围内的光吸收小等特点，适用于作为钙钛矿薄膜钝化剂使用。从good’s缓冲剂中选取具有钝化作用的分子，将其加入钙钛矿前驱体溶液中，可与溶剂产生相互作用使其在钙钛矿溶液中拥有较高的溶解度。good’s缓冲剂与溶剂或者溶质相互作用的官能团不同，相互作用强度大小为溶质相互作用小于与溶剂的相互作用。同时从good’s缓冲剂中选取的钝化分子可在钙钛矿薄膜自上而下的结晶过程，随着溶剂的挥发和上层钙钛矿的结晶而自上而下走动，自发沉积在钙钛矿薄膜底部，在制备钙钛矿薄膜的同时完成底部界面的钝化，简化工艺流程；避免在衬底上预处理的底部钝化层在沉积钙钛层的过程中被溶解冲洗掉；减少钙钛矿底部界面的缺陷密度，以获得更高效率的钙钛矿薄膜器件的制备方法。在本专利技术中，优先选取含胺基磺酸的good’s缓冲剂或含胺基羧酸的good’s缓冲剂作为钝化剂。
9、在本专利技术中，自沉底钝化剂中含有孤对电子的氧原子可与无机盐中的铅离子和锡离子形成配合物，促进钝化剂在溶液中的溶解；同时可与有机盐组分和溶剂产生氢键作用，因此该钝化剂可与钙钛矿组分产生较强的相互作用，具备高溶解度。同时，自沉底钝化剂中还同时具有一个正电中心基团和一个负电中心基团，可以钝化钙钛矿缺陷，提高薄膜质量；同时钝化剂的空间位阻要小，保证其可填补a位。例如甘氨酰胺盐酸盐中的氨基乙酰阳离子可以填补钙钛矿a位置的空位，从而钝化钙钛矿缺陷。
10、在本专利技术的一个具体实施例中，选择甘氨酰胺盐酸盐作为钙钛矿前驱体溶液中的掺杂剂。甘氨酰胺盐酸盐的结构式如下式所示：
11、。
12、上述钙钛矿薄膜在钙钛矿太阳能电池中的应用。
13、所述钙钛矿薄膜可以采用旋涂法、刮涂、狭缝涂布法、喷涂法中的至少一种，将钙钛矿前驱体溶液沉积到衬底上，形成钙钛矿吸光层。衬底可以是ito、fto或者其他透明导电玻璃衬底。
14、所述钙钛矿太阳能电池可以是正式或反式钙钛矿电池。
15、与现有技术相比，本专利技术通过在钙钛矿前驱体溶液中引入自沉底钝化剂，不仅有效的钝化了钙钛矿薄膜的缺陷，提高了钙钛矿底部界面的质量和钙钛矿太阳能电池的光电转化效率；同时无需进行预处理的钝化步骤，确保了钝化的效果，并缩短器件制备的工艺流程，提高了太阳能电池的制备生产速度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿薄膜是在钙钛矿前驱体溶液中加入自沉底钝化剂后制得，所述自沉底钝化剂为含胺基磺酸的Good’s缓冲剂或含胺基羧酸的Good’s缓冲剂。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜，其特征在于，所述含胺基磺酸的Good’s缓冲剂为三羟甲基甲胺基丙磺酸或N-氨基甲酰甲基乙磺酸，所述含胺基羧酸的Good’s缓冲剂为甘氨酰胺盐酸盐或双甘氨肽。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿前驱体为ABX3结构，其中，A为铯离子、甲脒基、甲胺基中任意一种、两种或三种以任意比例混合；B为铅离子、锡离子中任意一种或两种以任意比例混合；X为碘离子、溴离子、氯离子中任意一种、两种或三种以任意比例混合。
4.根据权利要求3所述的钙钛矿薄膜，其特征在于，所述自沉底钝化剂的用量为钙钛矿前驱体中B位离子摩尔量的0.01%-10%。
5.根据权利要求3所述的钙钛矿薄膜，其特征在于：所述自沉底钝化剂的用量为钙钛矿前驱体中B位离子摩尔量的0.5%-3%。
6.权利要求1所述的钙钛矿薄膜在制备钙钛矿太阳能电池中
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述钙钛矿太阳能电池为正式钙钛矿电池或反式钙钛矿电池。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述钙钛矿薄膜采用旋涂法、刮涂、狭缝涂布法、喷涂法中的至少一种，将钙钛矿前驱体溶液沉积到衬底上，形成钙钛矿吸光层。
9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：衬底为透明的刚性或柔性衬底。
10.一种钙钛矿太阳能电池，包括权利要求1所述的钙钛矿薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿薄膜是在钙钛矿前驱体溶液中加入自沉底钝化剂后制得，所述自沉底钝化剂为含胺基磺酸的good’s缓冲剂或含胺基羧酸的good’s缓冲剂。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜，其特征在于，所述含胺基磺酸的good’s缓冲剂为三羟甲基甲胺基丙磺酸或n-氨基甲酰甲基乙磺酸，所述含胺基羧酸的good’s缓冲剂为甘氨酰胺盐酸盐或双甘氨肽。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿前驱体为abx3结构，其中，a为铯离子、甲脒基、甲胺基中任意一种、两种或三种以任意比例混合；b为铅离子、锡离子中任意一种或两种以任意比例混合；x为碘离子、溴离子、氯离子中任意一种、两种或三种以任意比例混合。
4.根据权利要求3所述的钙钛矿薄膜，其特征在于，...
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。