【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钙钛矿太阳能电池，特别是涉及一种通过添加乙撑硫脲分子制备高性能钙钛矿太阳电池的方法。
技术介绍
1、钙钛矿太阳能电池作为最有前途的新一代光伏电池之一，在十年内实现了惊人的26.1％的功率转换效率(pce)。同时，低材料成本、低加工成本和基于溶液的卷对卷(r2r)工艺的潜力使psc适用于实现采用pen或pet等塑料基板的柔性薄膜太阳能电池。与刚性相比，柔性薄膜太阳能电池具有更高的功率质量比，这使得具有更广泛的应用成为可能。
2、然而由于柔性聚合物基体与脆性活性层之间的模量差异会产生较大的层间剪切力，进而导致微裂纹甚至层间渗透图案的出现，并且这些界面处的裂纹被湿度和空气诱导成为降解位点，严重影响电池器件的稳定性，并导致整体器件效率的不同程度衰减。与刚性psc不同，由于基板的柔性和柔软性，f-pscs的功能层形貌在制造过程中难以控制。特别是钙钛矿层，受柔性基板的温度耐受性和导热性的限制，在退火过程中通常很难产生高质量的钙钛矿薄膜。
3、添加剂工程作为改善钙钛矿吸光层薄膜质量的方法之一，可以降低缺陷态密度，提高电池效率及稳定性，优化钙钛矿晶格的结晶过程，使钙钛矿薄膜中晶体排列更有序。
4、因此亟需提供一种新型的制备高性能钙钛矿太阳电池的方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种通过添加乙撑硫脲分子制备高性能钙钛矿太阳电池的方法，能够有效降低钙钛矿薄膜的深层缺陷，显著提升电池性能。
2、为解决上
3、
4、在本专利技术一个较佳实施例中，所述制备方法的具体制备步骤包括：
5、(1)在衬底上沉积前电极，制备透明导电衬底；
6、(2)对透明导电衬底进行清洗、吹干、紫外处理；
7、(3)在透明导电衬底上制备第一载流子传输层；
8、(4)配置钙钛矿前驱体溶液，并加入1.5％-5.4％摩尔浓度的乙撑硫脲分子，搅拌均匀，过滤；将滤液采用旋涂法制成钙钛矿吸光层；
9、(5)在钙钛矿吸光层上制备第二载流子传输层；
10、(6)在第二载流子传输层上制备背电极。
11、进一步的，在步骤(4)中，将滤液采用旋涂法制成钙钛矿吸光层使用两步法：第一步转速为1500-2000rpm/min，旋涂时间为20-30s；第二步转速为2000-2500rpm/min，旋涂时间为30-35s，旋涂结束后退火处理。
12、为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种如上所述的通过添加乙撑硫脲分子制备高新能钙钛矿太阳电池的方法制备的太阳电池，由下而上依次包括衬底、前电极、第一载流子传输层、钙钛矿吸光层、第二载流子传输层和背电极；其中，钙钛矿吸光层中含有所述乙撑硫脲分子。
13、在本专利技术一个较佳实施例中，所述衬底采用玻璃或柔性透明塑料。
14、在本专利技术一个较佳实施例中，所述前电极采用氟掺杂氧化锡或氧化铟锡，且通过磁控溅射方法沉积在所述衬底上。
15、在本专利技术一个较佳实施例中，当所述钙钛矿太阳能电池为常规电池时：第一载流子传输层为电子传输层，采用氧化锡、氧化锌或二氧化钛；第二载流子传输层为空穴传输层，采用2，2′，7，7′-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9′-螺二芴或niox。
16、在本专利技术一个较佳实施例中，当所述钙钛矿太阳能电池为反式电池时：第一载流子传输层为空穴传输层，采用聚(三芳基)胺；第二载流子传输层为电子传输层，采用c60、bcp中的一种或多种。
17、在本专利技术一个较佳实施例中，所述钙钛矿吸收层采用有机金属卤化物钙钛矿，分子式为abx3；其中，a为甲胺、甲脒、铯中的至少一种；b为铅、锡或铅锡混合物；x为卤素，包括溴、碘、氯中的一种或多种。
18、在本专利技术一个较佳实施例中，所述背电极采用au、ag或cu，且通过真空沉积的方法沉积在所述第二载流子传输层的顶部。
19、本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在钙钛矿太阳能电池的钙钛矿吸光层中添加乙撑硫脲分子，一方面，乙撑硫脲分子的引入与碘化铅形成多孔状结构有利于fai更充分的与碘化铅接触，从而形成更优质的钙钛矿薄膜；另一方面，乙撑硫脲分子高温分解，释放掉五元环，留下少量的s-原位钝化缺陷，从而有效降低钙钛矿薄膜的深层缺陷，由于降低了缺陷，太阳能电池的环境稳定性和光电转换效率也得到了提升。
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1.一种通过添加乙撑硫脲分子制备高性能钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，在制备太阳电池的钙钛矿吸光层时，在钙钛矿前驱体溶液中添加1.5％-5.4％摩尔浓度的乙撑硫脲分子；所述乙撑硫脲分子的化学结构式如下：
2.根据权利要求1所述的通过添加乙撑硫脲分子制备高性能钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，具体制备步骤包括：
3.根据权利要求2所述的通过添加乙撑硫脲分子制备高性能钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，在步骤(4)中，将滤液采用旋涂法制成钙钛矿吸光层使用两步法：第一步转速为1500-2000rpm/min，旋涂时间为20-30s；第二步转速为2000-2500rpm/min，旋涂时间为30-35s，旋涂结束后退火处理。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的通过添加乙撑硫脲分子制备高新能钙钛矿太阳电池的方法制备的太阳电池，其特征在于，由下而上依次包括衬底、前电极、第一载流子传输层、钙钛矿吸光层、第二载流子传输层和背电极；其中，钙钛矿吸光层中含有所述乙撑硫脲分子。
5.根据权利要求4所述的通过添加乙撑硫脲分子制备的高性能钙钛矿太阳电池，其特
6.根据权利要求4所述的通过添加乙撑硫脲分子制备的高性能钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述前电极采用氟掺杂氧化锡或氧化铟锡，且通过磁控溅射方法沉积在所述衬底上。
7.根据权利要求4所述的通过添加乙撑硫脲分子制备的高性能钙钛矿太阳电池，其特征在于，当所述钙钛矿太阳能电池为常规电池时：第一载流子传输层为电子传输层，采用氧化锡、氧化锌或二氧化钛；第二载流子传输层为空穴传输层，采用2，2′，7，7′-四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺二芴或NiOx。
8.根据权利要求4所述的通过添加乙撑硫脲分子制备的高性能钙钛矿太阳电池，其特征在于，当所述钙钛矿太阳能电池为反式电池时：第一载流子传输层为空穴传输层，采用聚(三芳基)胺；第二载流子传输层为电子传输层，采用C60、BCP中的一种或多种。
9.根据权利要求4所述的通过添加乙撑硫脲分子制备的高性能钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述钙钛矿吸收层采用有机金属卤化物钙钛矿，分子式为ABX3；其中，A为甲胺、甲脒、铯中的至少一种；B为铅、锡或铅锡混合物；X为卤素，包括溴、碘、氯中的一种或多种。
10.根据权利要求4所述的通过添加乙撑硫脲分子制备的高性能钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述背电极采用Au、Ag或Cu，且通过真空沉积的方法沉积在所述第二载流子传输层的顶部。
...【技术特征摘要】
1.一种通过添加乙撑硫脲分子制备高性能钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，在制备太阳电池的钙钛矿吸光层时，在钙钛矿前驱体溶液中添加1.5％-5.4％摩尔浓度的乙撑硫脲分子；所述乙撑硫脲分子的化学结构式如下：
2.根据权利要求1所述的通过添加乙撑硫脲分子制备高性能钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，具体制备步骤包括：
3.根据权利要求2所述的通过添加乙撑硫脲分子制备高性能钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，在步骤(4)中，将滤液采用旋涂法制成钙钛矿吸光层使用两步法：第一步转速为1500-2000rpm/min，旋涂时间为20-30s；第二步转速为2000-2500rpm/min，旋涂时间为30-35s，旋涂结束后退火处理。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的通过添加乙撑硫脲分子制备高新能钙钛矿太阳电池的方法制备的太阳电池，其特征在于，由下而上依次包括衬底、前电极、第一载流子传输层、钙钛矿吸光层、第二载流子传输层和背电极；其中，钙钛矿吸光层中含有所述乙撑硫脲分子。
5.根据权利要求4所述的通过添加乙撑硫脲分子制备的高性能钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述衬底采用玻璃或柔性透明塑料。
6.根据权利要求4所述的通过添加乙撑硫脲分子制备的高性能钙钛...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘旭，郭天乐，梁政，叶加久，刘博源，徐慧芬，陈风，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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