【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏电池，特别是一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池及其制备方法。
技术介绍
1、钙钛矿太阳能电池的效率在过去几年得到了明显的提高，目前已经超过26％。在几种不同的钙钛矿光伏器件结构中，倒置器件结构由于其良好的操作稳定性、低成本和易于大面积制备而成为最适合产业化应用的结构。氧化镍(niox)由于其优异的本征p型性能，良好的稳定性、低成本和可扩展性，使其在倒置光伏结构中得到了广泛的应用。然而，niox中ni3+会导致钙钛矿的降解以及界面空穴转移动力学的恶化，进而限制空穴传输并增加电荷复合，从而导致开路电压(voc)损失，因此，目前所制备的纯niox器件的效率都没有太高。
2、为了解决这些问题，对niox进行一定的改性或界面修饰是一种常用的手段，目前主要采用在空穴传输层和钙钛矿层之间添加一层修饰层的方法来修饰空穴传输层。修饰层的制备方式多为通过旋涂的方式涂布在空穴传输层上，但是旋涂方式不适用于在大面积的钙钛矿电池的制备过程中，也不适用商业化的钙钛矿电池的生产。若采用刮涂、狭缝涂布等涂布方式，又会存在增加制备工序从而提高生产成本、修饰层涂布不均匀、厚度较厚等不利因素，也会影响钙钛矿电池的性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：解决在现有产业化生产中修饰层的制备方式通常是直接涂布于空穴传输层顶面，这种修饰方式会增加钙钛矿电池的制备工序，从而提高生产成本，并且，修饰层的涂布过程中也存在涂布厚度不均匀从而出现电池性能差等问题，提供了一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池及其
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，包含以下步骤：
4、s1、分别制备修饰溶液和钙钛矿前驱体液；
5、所述修饰溶液的溶质包含[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](ptaa)及其衍生物、自组装单分子层材料及其衍生物、氧化亚铜、硫氰酸亚铜中的一种或多种的组合；
6、所述钙钛矿前驱体液包含铅基abx3型钙钛矿前驱体液，其中a选自甲胺、甲脒、铯、铷、钾和钠中的至少一种，b选自铅、锡、锗和铋中的至少一种，x选自碘、溴和氯中的至少一种；
7、s2、将步骤s1中制得的所述修饰溶液加入至制备得到所述钙钛矿前驱体液中得到混合溶液；
8、s3、对基底依次进行p1划线、清洗和紫外线臭氧处理；
9、s4、在所述基底顶面制备空穴传输层；
10、s5、将步骤s2制得的所述混合溶液涂布于所述空穴传输层顶面，所述混合溶液中的所述修饰溶液用于修饰所述空穴传输层，所述混合溶液进行成膜和退火处理后得到钙钛矿薄膜；
11、s6、在所述钙钛矿薄膜顶面依次制备电子传输层和空穴阻挡层；
12、s7、使用激光依次切割所述空穴阻挡层、所述电子传输层、所述钙钛矿薄膜和所述空穴传输层形成p2划线；
13、s8、在所述空穴阻挡层顶面通过蒸镀的方式制备金属电极；
14、s9、在所述金属电极顶面进行p3划线处理。
15、本专利技术所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，在钙钛矿薄膜的制备过程中，通过向所述钙钛矿前驱体溶液中加入所述修饰溶液制成所述混合溶液，所述混合溶液在真空成膜过程中，所述修饰溶液先于所述钙钛矿前驱体溶液结晶形成成核中心，所述修饰溶液形成的成核中心附近的所述钙钛矿前驱体溶液会优先形核结晶，远离所述修饰溶液形成的成核中心的所述钙钛矿前驱体溶液形核结晶较慢。所述钙钛矿前驱体溶液和所述修饰溶液的结晶体首先沉积在所述空穴传输层上形成湿膜，湿膜再退火处理得到所述钙钛矿薄膜。
16、将对所述空穴传输层具有修饰作用的所述修饰溶液加入至所述钙钛矿前驱体溶液中，所述修饰溶液能够与所述钙钛矿前驱体溶液在同一工序中进行制备，得到所述钙钛矿薄膜的同时，所述钙钛矿薄膜中的所述修饰溶液成分能够对所述空穴传输层进行修饰，相比较于分别制备修饰层和钙钛矿层，能够减少钙钛矿电池的制备工序，从而减少修饰层涂布装置的需求，降低了生产成本。
17、作为本专利技术的优选方案，步骤s1中所述修饰溶液的溶剂包含水、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、异丙醇、二甲亚砜、n-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种以上的组合。
18、作为本专利技术的优选方案，所述修饰溶液的浓度为1～100mg/ml。
19、作为本专利技术的优选方案，步骤s2的所述混合溶液中所述修饰溶液和所述钙钛矿前驱体液的体积比为1:10～1:200。
20、作为本专利技术的优选方案，步骤s5中所述混合溶液采用印刷成膜的方式进行涂布，所述混合溶液通过真空辅助结晶法进行成膜处理。
21、作为本专利技术的优选方案，所述真空辅助结晶法中抽真空的真空度为10-2～10-5pa，所述钙钛矿薄膜的退火温度为80～150℃，退火时间为10～60min。
22、作为本专利技术的优选方案，所述钙钛矿薄膜的厚度为200～1000nm。
23、作为本专利技术的优选方案，步骤s6中所述电子传输层的材料选自富勒烯和[6,6]-苯基-c71-丁酸甲酯中的一种，所述电子传输层的厚度为10～50nm；所述空穴阻挡层的材料为2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉，所述空穴阻挡层的厚度为1～10nm。
24、作为本专利技术的优选方案，步骤s8中的所述金属电极的材料选自金、银、铜和铝中的一种，所述金属电极的厚度为200～500nm。
25、一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池，包含采用一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法制备得到的钙钛矿电池。
26、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
27、1、一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，向钙钛矿前驱体溶液中加入修饰溶液，修饰溶液能够与钙钛矿前驱体溶液在一同进行涂布制备，在得到钙钛矿薄膜的同时，钙钛矿薄膜中的修饰溶液成分能够对空穴传输层进行修饰，相比较于分别制备修饰层和钙钛矿层，能够减少钙钛矿电池的制备工序，从而减少修饰层涂布装置的需求，降低了生产成本。
28、2、一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池，通过修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法制成的钙钛矿电池，能够减少修饰层的制备工序，降低生产成本，提高生产效率。
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1.一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述修饰溶液的溶剂包含水、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、异丙醇、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求2所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，所述修饰溶液的浓度为1～100mg/mL。
4.根据权利要求1所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤S2的所述混合溶液中所述修饰溶液和所述钙钛矿前驱体液的体积比为1:10～1:200。
5.根据权利要求1所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述混合溶液采用印刷成膜的方式进行涂布，所述混合溶液通过真空辅助结晶法进行成膜处理。
6.根据权利要求5所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，所述真空辅助结晶法中抽真空的真空度为10-2～10-5Pa，所述钙钛矿薄膜的退火温度为80～150℃，退火时间为
7.根据权利要求1至7任意一项所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿薄膜的厚度为200～1000nm。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤S6中所述电子传输层的材料选自富勒烯和[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯中的一种，所述电子传输层的厚度为10～50nm；所述空穴阻挡层的材料为2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉，所述空穴阻挡层的厚度为1～10nm。
9.根据权利要求1至7任意一项所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤S8中的所述金属电极的材料选自金、银、铜和铝中的一种，所述金属电极的厚度为200～500nm。
10.一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池，其特征在于，包含采用如权利要求1至9任意一项所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法制备得到的钙钛矿电池。
...【技术特征摘要】
1.一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述修饰溶液的溶剂包含水、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、异丙醇、二甲亚砜、n-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求2所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，所述修饰溶液的浓度为1～100mg/ml。
4.根据权利要求1所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤s2的所述混合溶液中所述修饰溶液和所述钙钛矿前驱体液的体积比为1:10～1:200。
5.根据权利要求1所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤s5中所述混合溶液采用印刷成膜的方式进行涂布，所述混合溶液通过真空辅助结晶法进行成膜处理。
6.根据权利要求5所述的一种修饰空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，所述真空辅助结晶法中抽真空的真空度为10-2～10...
【专利技术属性】
技术研发人员：李世彬，王磊，兰天予，袁世豪，钱峰，徐强，
申请(专利权)人：四川恒立聚能光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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