【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钙钛矿太阳电池领域，具体涉及一种无需空气氧化且能保护钙钛矿的空穴传输层及其应用。
技术介绍
1、钙钛矿太阳电池电池是一种新型的薄膜电池，包含正型、反型、介孔等结构类型。由于其吸光材料钙钛矿成本低、光吸收度高、载流子扩散长度长，钙钛矿电池近年来得到深入研究，其光电转换效率也迅速提升，最高认证效率已达26.1％，具有极大的商业化应用潜力。
2、在钙钛矿太阳电池中，空穴传输层负责阻挡电子、传输空穴，在正型结构的钙钛矿太阳电池中，空穴传输层还作为吸收层与外界环境的阻隔层保护其免受湿气与热的侵蚀，因此一般要求其具有与钙钛矿适应的能级、良好的电荷传输能力以及一定的疏水性能。2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(spiro-ometad)、聚三芳胺(ptaa)、3-己基噻吩(p3ht)等材料是常见的空穴传输层材料，作为空穴传输层时，一般采用双三氟甲基磺酰亚胺锂和4-叔丁基吡啶作为掺杂剂。有机空穴传输层需要经过空气氧化，才能高效地传输空穴。然而复杂多变的空气环境严重影响了高效钙钛矿太阳电池的可重复性。同时4-叔丁基吡啶不仅易挥发影响空穴传输层的稳定性，并且还会对钙钛矿薄膜造成破坏，限制电池效率的进一步提升。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术中空穴传输层需要空气氧化、4-叔丁基吡啶破坏钙钛矿薄膜的问题。本专利技术提出一种无需空气氧化且能保护钙钛矿的空穴传输层，所述空穴传输层的特征在于在空穴传输层中引入碘苯二乙酸。碘苯二
2、一种无需空气氧化同时保护钙钛矿的空穴传输层，所述空穴传输层加入双三氟甲基磺酰亚胺锂和4-叔丁基吡啶作为添加剂，其特征为加入碘苯二乙酸。碘苯二乙酸相对空穴传输层材料的质量百分含量为1-10wt％。
3、其中空穴传输层材料为spiro-ometad、ptaa、p3ht中的一种，优选为spiro-ometad。
4、为了实现无需空气氧化同时保护钙钛矿的空穴传输层，本专利技术还提供一种配套的制备方法，所述方法包括如下步骤：
5、(1)配制空穴传输层溶液，溶液浓度在10～80mg/ml之间，双三氟甲基磺酰亚胺锂添加量在0.5～10mg/ml之间，4-叔丁基吡啶添加量为2-30ul/ml之间，相应的，加入碘苯二乙酸的质量在0.1～8mg/ml之间。溶剂为氯苯、甲苯中的一种。
6、(2)采用旋涂法、刮刀法、狭缝涂布法、喷涂法中的一种，将空穴传输层溶液涂布在钙钛矿薄膜上，得到空穴传输层。
7、进一步将无需空气氧化同时保护钙钛矿的空穴传输层应用在正型结构钙钛矿太阳电池中，得到包含该空穴传输层的新型正型钙钛矿太阳电池。所述电池结构自下而上依次包括：导电基底、电子传输层、钙钛矿层、钝化层、空穴传输层、电极。
8、所述导电基底为掺氟氧化锡(fto)、掺铟氧化锡(ito)、硅片中的一种；
9、所述电子传输层为二氧化钛、二氧化锡、氧化锌中的一种；
10、所述钙钛矿的成分为csxmayfa1-x-ypbizbr3-z，其中ma为ch3nh3+，fa为ch5n2+，x和y在0～1之间且x+y不大于1，z在0～3之间。
11、所述的钝化层为苯乙胺碘(peai)、4-甲氧基苯乙胺碘(meo-peai)、邻氟苯乙胺碘(o-f-peai)、ba2pbi4(ba为丁胺)中的一种。
12、所述空穴传输层为本专利技术提供的无需空气氧化同时保护钙钛矿的空穴传输层。
13、所述电极为au电极、ag电极、cu电极、c电极中的一种。
14、进一步将无需空气氧化同时保护钙钛矿的空穴传输层应用在反型结构钙钛矿太阳电池中，得到包含该空穴传输层的新型反型钙钛矿太阳电池。所述电池结构自下而上依次包括：导电基底、空穴传输层、钙钛矿层、钝化层、电子传输层、电极。
15、其中，所述导电基底为fto、ito、硅片中的一种。
16、所述空穴传输层为本专利技术提供的无需空气氧化同时保护钙钛矿的空穴传输层。
17、所述钙钛矿的成分为csxmayfa1-x-ypbizbr3-z，其中ma为ch3nh3+，fa为ch5n2+，x和y在0～1之间且x+y不大于1，z在0～3之间。
18、所述钝化层为peai、meo-peai、o-f-peai、ba2pbi4(ba为丁胺)中的一种。
19、所述电子传输层为pcbm/2,9-二甲基-4,7二苯基-1,10-菲啰啉(bcp)和c60/bcp中一种，优选为c60/bcp。
20、所述电极为au电极、ag电极、cu电极、c电极中的一种。
21、与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：
22、本专利技术提供了一种无需空气氧化同时保护钙钛矿的空穴传输层，该空穴传输层含有一种温和高效而迅速的有机高价碘氧化剂，碘苯二乙酸，碘苯二乙酸可以实现对空穴传输层的快速氧化，同时还可以与4-叔丁基吡啶发生化学相互作用，抑制4-叔丁基吡啶对钙钛矿的破坏作用，从而有效提升钙钛矿太阳电池的性能可重复性和稳定性。
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1.一种无需空气氧化且能保护光活性层的空穴传输层，其特征在于，空穴传输层中含有碘苯二乙酸，碘苯二乙酸相对空穴传输层材料的质量百分含量为1-10wt％。
2.一种无需空气氧化且能保护光活性层的空穴传输层的制备方法，其特征在于该方法包括：
3.如权利要求1所述的一种无需空气氧化且能保护光活性层的空穴传输层，所述空穴传输层材料为聚三芳胺、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、3-己基噻吩中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种无需空气氧化且能保护光活性层的空穴传输层的应用，将无需空气氧化且能保护光活性层的空穴传输层应用在正型钙钛矿太阳电池中，所述正型钙钛矿太阳电池结构自下而上依次包括：导电基底、电子传输层、钙钛矿层、钝化层、空穴传输层、电极；
5.根据权利要求1所述的一种无需空气氧化且能保护光活性层的空穴传输层的应用，将无需空气氧化且能保护光活性层的空穴传输层应用在反型钙钛矿太阳电池中，所述反型钙钛矿太阳电池结构自下而上依次包括：导电基底、空穴传输层、钙钛矿层、钝化层、电子传输层、电极；
【技术特征摘要】
1.一种无需空气氧化且能保护光活性层的空穴传输层，其特征在于，空穴传输层中含有碘苯二乙酸，碘苯二乙酸相对空穴传输层材料的质量百分含量为1-10wt％。
2.一种无需空气氧化且能保护光活性层的空穴传输层的制备方法，其特征在于该方法包括：
3.如权利要求1所述的一种无需空气氧化且能保护光活性层的空穴传输层，所述空穴传输层材料为聚三芳胺、2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、3-己基噻吩中的一种。
4.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李美成，蓝智能，黄浩，陆一，崔鹏，孙昌旭，闫路遥，王敏，曹乃虹，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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