【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钙钛矿太阳能电池，涉及一种通过多活性位点手性分子管理光子和载流子的方法及其在正式钙钛矿太阳能电池的应用。
技术介绍
1、钙钛矿太阳能电池(psc)已经发展成为最有潜力的下一代光伏技术之一，正在走向产业化的路上。然而，大多数高效psc常常在氮气手套箱中制备，这不仅增加了生产成本，而且与大面积钙钛矿薄膜的制备技术不兼容。鉴于此，在空气中制备的psc受到了一定的关注。但是在空气中制备的电池的效率明显低于在氮气中制备的电池。
2、人们已经开发了多种策略来进一步提高在空气中制备的电池的光伏性能，例如界面工程、溶剂工程、添加剂工程、载流子传输层调控等。其中，研究人员已经付出了巨大的努力来钝化钙钛矿薄膜的缺陷和调控钙钛矿结晶。相比之下，很少有人通过调控电子传输层来管理光子和载流子。sno2具有高电子迁移率、低滞后、低温制备以及与常用钙钛矿吸收层匹配的能级，因此其被认为是正式psc中一种非常理想的电子传输层(etl)。目前，大多数sno2的etl是直接使用商业sno2胶体分散液来制备，然而，广泛使用的sno2胶体溶液很容易团聚。sno2纳米颗粒的团聚不仅会降低电学性能，还会导致光散射，从而降低透光率；另一方面，sno2薄膜内部和表面存在氧空位(ov)、羟基(-oh)和欠配位的sn4+缺陷，导致电子提取、传输和收集效率低下，最终造成界面载流子积累和非辐射复合的发生。因此，同时管理sno2的etl中的光子和载流子对于实现稳定、高效的sno2基psc至关重要。多活性位点修饰分子的设计可以增强修饰剂与sno2之间的相互作用，有
3、采用多位点手性分子lhhm来管理sno2etl中的光子和载流子。多个官能团可以通过配位键、氢键和/或离子键与sno2发生化学作用，抑制团聚并钝化氧空位和/或未配位的sn4+缺陷，减少光散射并抑制非辐射复合。提高的透光率、优化的能带排列和增加的电子迁移率使得短路电流密度(jsc)增加。etl载流子传输的改善、钙钛矿结晶的促进以及钙钛矿薄膜残余拉应力的释放应该对提高的填充因子(ff)负主要责任。结果，经过lhhm修饰后，能量转换效率(pce)从22.62％大幅增加至24.41％，这是在环境空气中制备的器件迄今为止报道的最高pce之一；最后，lhhm修饰后的器件在20-25％相对湿度(rh)下老化1000小时后保留初始pce的94％。
4、因此，需要通过设计多活性位点手性分子来管理光子和载流子，以提高钙钛矿太阳能电池的光伏性能。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种通过多活性位点手性分子管理光子和载流子的方法；本专利技术的目的之二在于提供多活性位点手性分子改性的电子传输层；本专利技术的目的之三在于提供一种正式钙钛矿太阳能电池；本专利技术的目的之四在于提供一种正式钙钛矿太阳能电池的制备方法。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、1.一种通过多活性位点手性分子管理光子和载流子的方法，所述方法为在钙钛矿的电子传输层中添加多活性位点手性分子进行修饰；
4、所述多活性位点手性分子中含有咪唑基、羧基(-cooh)、-nh3+和氯阴离子(cl-)。
5、优选的，所述多活性位点手性分子为l-组氨酸盐酸盐
6、所述电子传输层的材料为sno2。
7、2.根据上述方法形成的多活性位点手性分子改性的电子传输层。
8、3.一种正式钙钛矿太阳能电池，所述正式钙钛矿太阳能电池从下往上依次由导电基底层、上述多活性位点手性分子改性的电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和背电极层叠组成。
9、优选的，所述导电基底层的材料为ito或fto；
10、所述钙钛矿吸光层的材料为abx3钙钛矿吸光层，其中a为ch3nh3+、ch(nh2)2+、cs+或rb+中的任意一种或几种，b为pb2+、sn2+或ge2+中的任意一种或几种，x为cl-、br-或i-中的任意一种或几种；
11、所述空穴传输层的材料为2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)或氧化镍中的任意一种或几种；
12、所述背电极的材料为au、ag或低温碳电池中的任意一种。
13、4.上述正式钙钛矿太阳能电池的制备方法，，所述制备方法包括如下步骤：
14、(1)将含有l-组氨酸盐酸盐一水合物的氧化锡纳米粒分散液旋涂于经过清洗预处理的导电基底层上，退火后进行紫外臭氧照射处理，在所述导电基底层上形成电子传输层；
15、(2)将钙钛矿前驱体溶液旋涂于所述电子传输层上，滴加反溶剂，退火后在所述电子传输层上制备得到钙钛矿吸光层；
16、(3)将含有空穴传输层材料的溶液旋涂在所述钙钛矿吸光层上，在所述钙钛矿吸光层上得到空穴传输层；
17、(4)在所述空穴传输层上进行蒸镀从而制备背电极，即可在所述空穴传输层上形成背电极，得到正式钙钛矿太阳能电池。
18、优选的，所述旋涂过程中的转速为1500～5000rpm、旋涂时间为30～50s。
19、优选的，所述退火的流程具体为：在100～150℃下退火10～60min。
20、优选的，步骤(2)中，所述反溶剂为氯苯、乙酸乙酯、氯仿或乙醚中的任意一种或几种。
21、优选的，步骤(1)中，所述含有l-组氨酸盐酸盐一水合物的氧化锡纳米粒分散液中l-组氨酸盐酸盐一水合物的浓度为0.01～5.0mg/ml
22、本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术公开了一种通过多活性位点手性分子管理光子和载流子的方法的方法，主要在钙钛矿的电子传输层中添加多活性位点手性分子进行修饰，多活性位点手性分子上的羧基、咪唑基、-nh3+和cl-基团可以分别通过配位键、离子键和氢键与sno2和钙钛矿层吸光层进行作用，有效钝化电子传输层中氧空位或未配位的锡缺陷、改善电子传输层的电学性能、释放钙钛矿薄膜的拉伸应力、增加钙钛矿薄膜的载流子寿命，抑制界面载流子非辐射复合。
23、2、本专利技术还公开了一种正式钙钛矿太阳能电池，从下往上依次由导电基底层、多活性位点手性分子改性的电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和背电极层叠组成，该正式钙钛矿太阳能电池能够通过电子传输层改性同时提升器件的功率转换效率和稳定性，实现了24.41％的功率转换效率，未封装的器件在20～25％的相对湿度条件下老化1000h后保持初始效率的94％。
24、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种通过多活性位点手性分子管理光子和载流子的方法，其特征在于，所述方法为在钙钛矿的电子传输层中添加多活性位点手性分子进行修饰；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多活性位点手性分子为L-组氨酸盐酸盐所述电子传输层的材料为SnO2。
3.根据权利要求1或2的方法形成的多活性位点手性分子改性的电子传输层。
4.一种正式钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述正式钙钛矿太阳能电池从下往上依次由导电基底层、权利要求3所述多活性位点手性分子改性的电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和背电极层叠组成。
5.根据权利要求4所述的正式钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述导电基底层的材料为ITO或FTO；
6.权利要求4或5所述正式钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述旋涂过程中的转速为1500～5000rpm、旋涂时间为30～50s。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述退火的流程具体为：在100～150℃下退火
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反溶剂为氯苯、乙酸乙酯、氯仿或乙醚中的任意一种或几种。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含有L-组氨酸盐酸盐一水合物的氧化锡纳米粒分散液中L-组氨酸盐酸盐一水合物的浓度为0.01～5.0mg/mL。
...【技术特征摘要】
1.一种通过多活性位点手性分子管理光子和载流子的方法，其特征在于，所述方法为在钙钛矿的电子传输层中添加多活性位点手性分子进行修饰；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多活性位点手性分子为l-组氨酸盐酸盐所述电子传输层的材料为sno2。
3.根据权利要求1或2的方法形成的多活性位点手性分子改性的电子传输层。
4.一种正式钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述正式钙钛矿太阳能电池从下往上依次由导电基底层、权利要求3所述多活性位点手性分子改性的电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和背电极层叠组成。
5.根据权利要求4所述的正式钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述导电基底层的材料为ito或fto；
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