【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钙钛矿太阳能电池，具体涉及一种钙钛矿薄膜的表面钝化方法及其应用。
技术介绍
1、目前制备钙钛矿最常用的两种方法包括溶液法和气相沉积法，其中溶液法包括旋涂法、喷涂法等，这是目前应用最广泛的制备钙钛矿薄膜的方法之一。气相沉积法包括热蒸发法、化学气相沉积等，这些方法可以制备具有均匀表面且无针孔的大面积薄膜。气相沉积相较于溶液法具有以下优势：1.无需溶剂：气相沉积方法不需要使用溶剂，因此可以避免有毒溶剂对环境和操作人员的潜在危害；2.均匀薄膜：气相沉积方法可以制备具有均匀表面且无针孔的大面积薄膜，有利于提高器件性能；3.控制薄膜厚度：气相沉积方法可以轻松控制薄膜的厚度，对制备光电器件时非常重要；4.适用于非均匀或柔性基底：气相沉积方法可以在非均匀或柔性基底上生长均匀的薄膜，对制备柔性器件或特定形状的器件非常有益。
2、2013年，双源气相沉积所制备的钙钛矿材料可以在简单的平面异质结太阳能电池结构中实现高效工作，并且效率达到15.4％，高于以往通过溶液法制备的同类电池。目前，通过气相沉积所制备的钙钛矿太阳能电池(pscs)的光电转换效率(pce)已达到24.42％，气相沉积钙钛矿的方法具有制备高质量、大面积薄膜的优势，因此在光电器件制备中具有吸引力。
3、然而，无论是溶液法还是气相沉积法制备3d钙钛矿，均会在制备过程中引入缺陷，并影响3d钙钛矿薄膜的稳定性，使电池的认证效率无法达到理论的光电转化效率。为了提高电池的实际光电转换效率，目前研究者主要通过对3d钙钛矿薄膜表面钝化缺陷实现。
4、
5、而在溶液法中，同样有许多采用大阳离子对钙钛矿表面进行表面钝化，以提高钙钛矿太阳能电池的提升稳定性的研究。如ma等人(ma y,li f,gong j,et al.bi-molecularkinetic competition for surface passivation in high-performance perovskitesolar cells[j].energy&environmental science,2024,17(4):1570-9.)通过将苯甲基碘化胺(pami)旋涂在3d钙钛矿表面实现钝化，但溶解钝化分子的溶剂会在钙钛矿表面重构，引入一些不确定的缺陷，破坏钙钛矿薄膜表面，并且由于旋涂的pmai易与钙钛矿副产物pbi2反应，会产生2d钙钛矿晶相，导致3d钙钛矿表面形貌发生明显变化，失去原有晶粒特征，虽可提高开路电压，但填充因子下降，导致钙钛矿器件性能不佳。
6、上述表面钝化的研究均公开了在钝化过程中会产生2d钙钛矿晶相，导致钙钛矿太阳能电池性能不佳的问题。这是由于2d钙钛矿的独特结构可使制备的样品具有不同的取向，从而产生各向异性的导电性和介电约束。特别是，2d钙钛矿中较大的有机阳离子导电性较差，将作为电荷载流子的天然量子阱结构，使得电荷载流子在有机阳离子层间的传输需克服较高的势垒，这对层间的电荷载流子传输造成了极大的阻碍。可见钝化过程中产生的2d钙钛矿晶相虽能提高钙钛矿太阳能电池的稳定性，但会导致太阳能电池存在电荷提取受阻的问题，并且这种情况在2d薄膜越厚时越严重，当钙钛矿薄膜缩放到更大的面积时，厚度变化甚至更有害。
7、因此，如何在对钙钛矿表面钝化过程中避免形成2d钙钛矿，成为了研究重点。
技术实现思路
1、针对钙钛矿表面钝化过程中会形成2d钙钛矿的问题，本专利技术提供了一种钙钛矿薄膜的表面钝化方法及其应用，通过单源气相沉积pmai的方式对钙钛矿薄膜进行表面钝化，在有效提升钙钛矿薄膜性能的同时，避免2d钙钛矿副产物的生成，操作方法简单易行。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方法如下：
3、一种钙钛矿薄膜的表面钝化方法，通过在钙钛矿薄膜表面利用单源气相沉积的方式制备pmai层实现。
4、进一步地，所述pmai层的厚度为1～5nm；优选地，pmai层的厚度为1～3nm。
5、进一步地，所述pmai层的制备过程为：
6、将pmai置于蒸镀腔中，抽真空至10-4pa后，打开蒸发源的加热电源，调整蒸发温度为85～95℃，使pami的蒸发速率为蒸镀腔气压保持在7×10-4pa，直至蒸镀得到1～5nm厚的pmai层，关闭蒸发源加热电源，结束蒸镀。
7、进一步地，所述钙钛矿薄膜通过气相沉积法或溶液法制备。
8、进一步地，所述钙钛矿薄膜为csfa体系钙钛矿薄膜。
9、本专利技术还提供了经表面钝化处理后的钙钛矿薄膜在钙钛矿太阳能电池中的应用。
10、一种钙钛矿太阳能电池，包括依次的基底、电子传输层、钙钛矿薄膜、pmai层、空穴传输层和金属电极。
11、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
12、1、本专利技术提出了一种钙钛矿薄膜的表面钝化方法及其应用，通过在钙钛矿薄膜表面利用单源气相沉积的方式制备pmai层实现；一方面，通过单源气相沉积法制备pmai层，可以避免溶液法中的溶剂破坏钙钛矿薄膜表面；另一方面，由于pmai的分子结构中包含一个存在共轭效应的苯环，使得分子结构中n的电子供能能力受到抑制，在气相沉积时不易与钙钛矿副产物pbi2形成2d钙钛矿；
13、2、本专利技术仅通过调节pmai层的沉积厚度，即可控制表面钝化的效果，最大化提升钙钛矿太阳能电池的开路电压和光电转换效率，操作简单，可重复性高。
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1.一种钙钛矿薄膜的表面钝化方法，其特征在于，通过在钙钛矿薄膜表面利用单源气相沉积的方式制备PMAI层实现。
2.根据权利要求1所述钙钛矿薄膜的表面钝化方法，其特征在于，所述PMAI层的厚度为1～5nm。
3.根据权利要求1所述钙钛矿薄膜的表面钝化方法，其特征在于，所述PMAI层的制备过程为：
4.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括依次的基底，电子传输层，如权利要求1～3任一项所述表面钝化方法处理后的钙钛矿薄膜，PMAI层，空穴传输层，以及金属电极。
【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿薄膜的表面钝化方法，其特征在于，通过在钙钛矿薄膜表面利用单源气相沉积的方式制备pmai层实现。
2.根据权利要求1所述钙钛矿薄膜的表面钝化方法，其特征在于，所述pmai层的厚度为1～5nm。
3.根据权利要求1...
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