【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体器件，特别是涉及一种空穴传输材料及其应用、太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、钙钛矿材料由于其优异的光电特性，如高吸收系数、低激子结合能和可调带隙，被广泛地应用于半导体器件如太阳能电池中。
2、目前，钙钛矿太阳能电池尤其是反式太阳能电池具有更高的效率而受到广泛关注。在反式太阳能电池中，目前的sam（self-assembled monolayer，自组装单分子层）如2pacz（[2-(9h-carbazol-9-yl)ethyl]phosphonic acid，[2-(9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸）、meo-2pacz（[2-(3,6-dimethoxy-9h-carbazol-9-yl)ethyl]phosphonic acid，[2-(3,6-二甲氧基-9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸）和me-4pacz（[4-(3,6-dimethyl-9h-carbazol-9-yl)butyl]phosphonic acid，[4-(3,6-二甲基-9h-咔唑-9-基)丁基]磷酸）作为空穴传输材料，与广泛使用的ptaa（poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine]，聚 [双 (4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基) 胺] ）作为空穴传输材料相比，显示出优异的性能。
3、然而，在采用溶液法制备sam层时，容易出现sam层在基底层上覆盖不全的问题，从而不利于在其上制备高质量的钙钛矿层。
技术实现思路
2、第一方面，提供一种空穴传输材料，包括：自组装单分子材料和改性添加剂，所述改性添加剂选自如下通式（i）所示的化合物中的一种或多种：
3、（i）
4、其中，x选自卤素中的任一种，n为1~6的整数。
5、可选地，所述自组装单分子材料包括：me-4pacz。
6、可选地，在所述空穴传输材料中，所述改性添加剂和所述自组装单分子材料的摩尔比为1:6~1:1。
7、第二方面，提供一种如第一方面所述的空穴传输材料在溶液法制备半导体器件中的应用。
8、第三方面，提供一种太阳能电池的制备方法，包括：
9、提供基底层，所述基底层上形成有第一电极层；
10、制备空穴传输材料的溶液，所述空穴传输材料包括：自组装单分子材料和改性添加剂；
11、将所述空穴传输材料的溶液施加所述第一电极层背离所述基底层的一侧，形成液膜；
12、对所述液膜进行退火，制备空穴传输层；
13、其中，所述改性添加剂选自如下通式（i）所示的化合物中的一种或多种：
14、（i）
15、其中，x选自卤素中的任一种，n为1~6的整数。
16、可选地，所述空穴传输层包括第一子层和第二子层，所述第一子层相对于所述第二子层更靠近所述基底层；所述制备方法还包括：
17、在所述空穴传输材料的溶液施加所述第一电极层背离所述基底层的一侧，形成液膜之前，在所述第一电极层背离所述基底层的一侧形成所述第一子层。
18、可选地，所述太阳能电池包括层叠的第一子电池和第二子电池，所述第一子电池相对于所述第二子电池更靠近所述基底层；所述制备方法还包括：
19、在将所述空穴传输材料的溶液施加所述第一电极层背离所述基底层的一侧，形成液膜之前，在所述第一电极层上形成所述第一子电池。
20、可选地，所述太阳能电池还包括：设置于所述第一子电池和所述第二子电池之间的复合层；所述制备方法还包括：
21、在将所述空穴传输材料的溶液施加所述第一电极层背离所述基底层的一侧，形成液膜之前，在所述第一电极层上形成所述第一子电池之后，在所述第一子电池上形成所述复合层。
22、可选地，在所述空穴传输材料的溶液中，所述自组装单分子材料和所述改性添加剂的总浓度为0.1~2 mmol/l，且所述改性添加剂与所述自组装单分子材料的摩尔比为1:6~1:1。
23、第四方面，提供一种太阳能电池，采用如第三方面所述的制备方法制备得到。
24、本申请提供的空穴传输材料及其应用、太阳能电池及其制备方法的有益技术效果如下：
25、由于上述改性添加剂可以包括：卤代烷基膦酸中的一种或多种，因此，一方面，这些卤代烷基膦酸可以采用膦酸基团与tco（transparent conductive oxides，透明导电氧化物）基底进行结合，具有自组装分子的锚定特性；另一方面，这些卤代烷基膦酸中的卤素可以与钙钛矿层中的pb2+进行结合，卤化htms提供了更多的pb2+离子配位位点，从而最大化地钝化钙钛矿表面缺陷，可以起到对该钙钛矿层的缺陷进行钝化的效果，而当卤素选自氯时，表现出最强的各向同性配位能力、良好的能级匹配和电荷传输特性，更有利于实现稳定的界面，从而可以提高该钙钛矿层的稳定性；再一方面，这些卤代烷基膦酸的分子较小，在将其添加到自组装单分子材料中时，可以有效填补tco基底表面未结合自组装单分子材料的空隙，从而可以提高该空穴传输材料在tco基底上的覆盖效果，减少钙钛矿层与tco基底的直接接触，进而可以减少漏电，提升效率和稳定性。同时，在采用该空穴传输材料制备空穴传输层之后，该空穴传输材料还能够为钙钛矿层提供较为平整的结晶表面，从而可以提高钙钛矿层的成膜均匀性，进而提升电池效率。
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1.一种空穴传输材料，其特征在于，包括：自组装单分子材料和改性添加剂，所述改性添加剂选自如下通式（I）所示的化合物中的一种或多种：
2.根据权利要求1所述的空穴传输材料，其特征在于，所述自组装单分子材料包括：Me-4PACz。
3.根据权利要求1或2所述的空穴传输材料，其特征在于，在所述空穴传输材料中，所述改性添加剂和所述自组装单分子材料的摩尔比为1:6~1:1。
4.一种如权利要求1~3任一项所述的空穴传输材料在溶液法制备半导体器件中的应用。
5.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述空穴传输层包括第一子层和第二子层，所述第一子层相对于所述第二子层更靠近所述基底层；所述制备方法还包括：
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述太阳能电池包括层叠的第一子电池和第二子电池，所述第一子电池相对于所述第二子电池更靠近所述基底层；所述制备方法还包括：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述太阳能电池还包括：设置于所述第一子
9.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，在所述空穴传输材料的溶液中，所述自组装单分子材料和所述改性添加剂的总浓度为0.1~2mmol/L，且所述改性添加剂与所述自组装单分子材料的摩尔比为1:6~1:1。
10.一种太阳能电池，其特征在于，采用如权利要求5~9任一项所述的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种空穴传输材料，其特征在于，包括：自组装单分子材料和改性添加剂，所述改性添加剂选自如下通式（i）所示的化合物中的一种或多种：
2.根据权利要求1所述的空穴传输材料，其特征在于，所述自组装单分子材料包括：me-4pacz。
3.根据权利要求1或2所述的空穴传输材料，其特征在于，在所述空穴传输材料中，所述改性添加剂和所述自组装单分子材料的摩尔比为1:6~1:1。
4.一种如权利要求1~3任一项所述的空穴传输材料在溶液法制备半导体器件中的应用。
5.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述空穴传输层包括第一子层和第二子层，所述第一子层相对于所述第二子层更靠近所述基...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈啸，虞丹妮，张学玲，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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