【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能光电转化领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池前驱液及其制备方法及应用。
技术介绍
1、钙钛矿太阳能电池作为新一代薄膜太阳能电池近年来发展迅速，特别是在光电转化效率方面目前更是高达26.1％，已非常接近单晶硅电池的实验室最高光电转换效率，26.8％。然而，在电池的稳定性方面，特别是光照稳定性和热稳定性方面，钙钛矿电池与单晶硅电池相比，仍存在较大的差距。这主要是因为钙钛矿在结晶过程中容易产生大量缺陷，处于界面处的缺陷在光照或热影响下会首先引起钙钛矿分解，继而降低电池工作中的稳定性。
2、然而，目前的钙钛矿电池界面修饰工艺复杂、普适性差。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术提出一种钙钛矿太阳能电池前驱液及其制备方法及应用，旨在解决目前的钙钛矿电池界面修饰工艺复杂、普适性差的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提出一种钙钛矿太阳能电池前驱液，所述钙钛矿太阳能电池前驱液包括钙钛矿前驱液或碘化铅前驱液，所述钙钛矿前驱液中包括fai、pbi2和尿酸，所述碘化铅前驱液中包括pbi2和尿酸；其中，所述尿酸和所述钙钛矿太阳能电池前驱液中pb2+的摩尔比不高于1:5。
3、可选地，所述钙钛矿前驱液中pb2+的摩尔浓度为1mol/l～1.8mol/l。
4、可选地，所述碘化铅前驱液中pb2+的摩尔浓度为1mol/l～1.8mol/l。
5、可选地，所述钙钛矿前驱液或碘化铅前驱液的溶剂为包括dmf和dmso的混
6、为了实现上述目的，本专利技术还提出一种上述钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池为含有钝化层的钙钛矿太阳能电池或不含有钝化层的钙钛矿太阳能电池；所述不含有钝化层的钙钛矿太阳能电池包括从下至上依次设置的透明导电玻璃、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、电极；所述含有钝化层的钙钛矿太阳能电池包括从下至上依次设置的透明导电玻璃、电子传输层、钙钛矿吸光层、钝化层、空穴传输层、电极；
7、并且，所述钙钛矿吸光层的制备原料中包括上述的钙钛矿前驱液。
8、可选地，所述透明导电玻璃包括fto、ito、izo中的至少一种；和/或，所述电子传输层的材料包括氧化锡、氧化钛、氧化锌中的至少一种；和/或，所述钝化层的材料包括oai或peai；和/或，所述空穴传输层的材料包括spiro-ometad、ptaa、cuscn、cupc中的至少一种；和/或，所述电极包括金、银、铜、铝、碳中的至少一种。
9、为了实现上述目的，本专利技术还提出一种上述钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述不含有钝化层的钙钛矿太阳能电池的制备包括以下步骤：
10、s1:在透明导电玻璃表面设置电子传输层，所述设置包括旋涂、化学浴、化学气相沉积、磁控溅射、原子力沉积中的至少一种；
11、s2:配制钙钛矿太阳能电池前驱液，将所述钙钛矿太阳能电池前驱液设置在所述电子传输层的表面，得到钙钛矿吸光层，所述设置包括旋涂、刮涂、狭缝涂布中的至少一种；
12、s3:在所述钙钛矿吸光层的表面设置空穴传输层，所述设置包括旋涂、刮涂、蒸镀、狭缝涂布中的至少一种；
13、s4:在所述空穴传输层表面设置电极，所述设置包括蒸镀、丝网印刷、磁控溅射中的至少一种。
14、可选地，在s2步骤中，所述配制包括：将钙钛矿前驱液的组分溶解在包括dmf和dmso的混合溶剂中，搅拌、过滤，得到钙钛矿前驱液作为钙钛矿太阳能电池前驱液；所述钙钛矿前驱液的组分包括fai、pbi2和尿酸。
15、可选地，在“将钙钛矿前驱液的组分溶解在包括dmf和dmso的混合溶剂中”的步骤中，所述钙钛矿前驱液的组分还包括csi、csbr、cscl、ki、kbr、kcl、rbi、rbbr、rbcl、mai、mabr、macl、fabr、facl中的至少一种。
16、可选地，所述fai、所述pbi2和所述尿酸的摩尔比为(0.8～1.2)：1：
17、(0.01～0.2)。
18、为了实现上述目的，本专利技术还提出一种上述钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述含有钝化层的钙钛矿太阳能电池的制备包括以下步骤：
19、s1:在透明导电玻璃表面设置电子传输层，所述设置包括旋涂、化学浴、化学气相沉积、磁控溅射或原子力沉积；
20、s2:配制钙钛矿太阳能电池前驱液，将所述钙钛矿太阳能电池前驱液设置在所述电子传输层的表面，得到钙钛矿吸光层，所述设置包括旋涂、刮涂或狭缝涂布；
21、s3:在所述钙钛矿吸光层上设置钝化层，所述设置包括旋涂、刮涂或狭缝涂布；
22、s4:在所述钝化层的表面设置空穴传输层，所述设置包括旋涂、刮涂、蒸镀或狭缝涂布；
23、s5:在所述空穴传输层表面设置电极，所述设置包括蒸镀、丝网印刷或磁控溅射。
24、可选地，将pbi2和尿酸溶解在包括dmf和dmso的混合溶剂中，搅拌、过滤，得到碘化铅前驱液；将fai溶解在异丙醇中，搅拌、过滤，得到铵盐前驱液；所述碘化铅前驱液和所述铵盐前驱液共同作为钙钛矿太阳能电池前驱液。
25、可选地，在“将fai溶解在异丙醇中，搅拌、过滤，得到铵盐前驱液”的步骤中，所述铵盐前驱液组分还包括mai、mabr、macl、fabr、facl中的至少一种。
26、可选地，在s2步骤中，所述设置包括：
27、先将所述碘化铅前驱液设置在所述电子传输层上，在0～100℃退火后，得到pbi2薄膜，再将所述铵盐前驱液设置在所述pbi2薄膜上在100℃～180℃第二次退火。
28、可选地，在s2步骤中，得到钙钛矿吸光层的步骤还包括退火，在s2步骤中，所述钙钛矿吸光层的退火温度为100℃～180℃。
29、本专利技术的有益效果：本专利技术提供的钙钛矿太阳能电池前驱液中掺杂了尿酸，不同于链状分子添加剂，尿酸为近平面环状结构，其规则排列的亚氨基和羰基官能团，可同时与埋底界面电子传输层和上界面钙钛矿中的铅离子形成强的非共价相互作用，这一方面抑制了钙钛矿在退火后产生埋底界面孔隙，另一方面附着于界面的尿酸环状分子可作为钙钛矿生长的模版，降低界面应力并最终提高器件光电转换效率和运行稳定性。使用尿酸修饰不需要单独的沉积步骤以形成界面层，而是直接添加在钙钛矿或碘化铅的前驱液中，这大大降低了器件的加工成本，并且，由于尿酸分子直接添加在钙钛矿或碘化铅的前驱液中与碘化铅直接相互作用，其对一步法和两步法制备的钙钛矿薄膜埋底界面均有明显的修饰效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钙钛矿太阳能电池前驱液，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池前驱液包括钙钛矿前驱液或碘化铅前驱液；
2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池前驱液，其特征在于，所述钙钛矿前驱液中Pb2+的摩尔浓度为1mol/L～1.8mol/L。
3.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池前驱液，其特征在于，所述碘化铅前驱液中Pb2+的摩尔浓度为1mol/L～1.8mol/L。
4.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池前驱液，其特征在于，所述钙钛矿前驱液或碘化铅前驱液的溶剂为包括DMF和DMSO的混合溶剂，所述DMF和所述DMSO的体积比为(4～19)：1。
5.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池为含有钝化层的钙钛矿太阳能电池或不含有钝化层的钙钛矿太阳能电池；
6.如权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明导电玻璃包括FTO、ITO、IZO中的至少一种；
7.一种如权利要求5或6所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述不含有钝化层的钙钛矿太阳能电池的制备包括以下步骤：
8.
9.如权利要求8所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在“将钙钛矿前驱液的组分溶解在包括DMF和DMSO的混合溶剂中”的步骤中，所述钙钛矿前驱液的组分还包括CsI、CsBr、CsCl、KI、KBr、KCl、RbI、RbBr、RbCl、MAI、MABr、MACl、FABr、FACl中的至少一种。
10.如权利要求8所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述FAI、所述PbI2和所述尿酸的摩尔比为(0.8～1.2)：1：(0.01～0.2)。
11.一种如权利要求5或6所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述含有钝化层的钙钛矿太阳能电池的制备包括以下步骤：
12.如权利要求11所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在S2步骤中，所述配制包括以下步骤：
13.如权利要求12所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在“将FAI溶解在异丙醇中，搅拌、过滤，得到铵盐前驱液”的步骤中，所述铵盐前驱液组分还包括MAI、MABr、MACl、FABr、FACl中的至少一种。
14.如权利要求12所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在S2步骤中，所述设置包括：
15.如权利要求7或11所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，得到钙钛矿吸光层的步骤还包括退火，在S2步骤中，所述钙钛矿吸光层的退火温度为100℃～180℃。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池前驱液，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池前驱液包括钙钛矿前驱液或碘化铅前驱液；
2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池前驱液，其特征在于，所述钙钛矿前驱液中pb2+的摩尔浓度为1mol/l～1.8mol/l。
3.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池前驱液，其特征在于，所述碘化铅前驱液中pb2+的摩尔浓度为1mol/l～1.8mol/l。
4.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池前驱液，其特征在于，所述钙钛矿前驱液或碘化铅前驱液的溶剂为包括dmf和dmso的混合溶剂，所述dmf和所述dmso的体积比为(4～19)：1。
5.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池为含有钝化层的钙钛矿太阳能电池或不含有钝化层的钙钛矿太阳能电池；
6.如权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明导电玻璃包括fto、ito、izo中的至少一种；
7.一种如权利要求5或6所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述不含有钝化层的钙钛矿太阳能电池的制备包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在s2步骤中，所述配制包括：将钙钛矿前驱液的组分溶解在包括dmf和dmso的混合溶剂中，搅拌、过滤，得到钙钛矿前驱液作为钙钛矿太阳能电池前驱液；所述钙钛矿前驱液的组分包括fai、pbi2和尿酸。
【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：旗滨新能源发展深圳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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。