一种基于小分子掺杂的钙钛矿太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于小分子掺杂的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。电池结构自下而上依次包括基底、电子传输层、钙钛矿层、界面修饰层、空穴传输层以及顶电极层；基于小分子掺杂是将马尿酸分子作为添加剂掺进钙钛矿前驱体溶液中。本发明专利技术通过马尿酸掺杂解决相分布问题，其中苯环可通过π‑π相互作用形成稳固的支架，稳定界面结构。分子中的羰基和羟基中的O原子会与Pb<supgt;2+</supgt;发生配位，‑NH与未配位的I<supgt;‑</supgt;发生作用，钝化缺陷，加速载流子提取。马尿酸与A位阳离子之间反应，诱导FACs同时结晶，得到均匀的A位点相分布。均一相的形成使得钙钛矿薄膜上下表面间的能级差异变小，有利于电荷传输，最终制备了高性能的FACs钙钛矿太阳能电池器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池领域，具体地说是一种基于小分子掺杂的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

1、钙钛矿太阳能电池(pscs)是一种新兴的下一代光伏电池，因其低成本的制造工艺和优异的光电性能而备受关注。在过去的十年中，pscs的光电转换效率(pce)从3.8％显著增加到26.7％，已经与硅太阳能电池的发展不相上下。fapbi3由于其具有理论极限优势，在pb基钙钛矿中具有最窄的带隙(～1.48ev)，热稳定性优于甲胺(ma)基钙钛矿。然而，纯fapbi3的α相是不稳定的，这也是材料本身制约其产业化进程的关键因素。通常选用ma+或cs+取代部分fa+(甲脒)用来抑制相变(michael,s.,taisuke,m.,ji-youn,seo.,et al.,cesium-containing triple cation perovskite solar cells:improved stability,reproducibility and high efficiency.energy environ.sci.9,1989–1997(2016))。然而，m本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于小分子掺杂的钙钛矿太阳能电池，其特征是，其结构自下而上依次包括基底、电子传输层、钙钛矿层、界面修饰层、空穴传输层以及顶电极层；制备钙钛矿层时所用钙钛矿溶液是通过在钙钛矿前驱体溶液中掺入马尿酸分子而形成；钙钛矿前驱体溶液中包含ABX3型的钙钛矿材料，其中，A为碱金属离子以及有机离子，碱金属离子为Cs离子，有机离子为FA离子；B为Pb离子；X为卤素中的一种；在钙钛矿前驱体溶液中还包括有MACl。

2.根据权利要求1所述的基于小分子掺杂的钙钛矿太阳能电池，其特征是，所述马尿酸分子浓度为0.3～1mg/mL。

3.根据权利要求1所述的基于小分子掺杂的钙钛矿太阳...

【技术特征摘要】

1.一种基于小分子掺杂的钙钛矿太阳能电池，其特征是，其结构自下而上依次包括基底、电子传输层、钙钛矿层、界面修饰层、空穴传输层以及顶电极层；制备钙钛矿层时所用钙钛矿溶液是通过在钙钛矿前驱体溶液中掺入马尿酸分子而形成；钙钛矿前驱体溶液中包含abx3型的钙钛矿材料，其中，a为碱金属离子以及有机离子，碱金属离子为cs离子，有机离子为fa离子；b为pb离子；x为卤素中的一种；在钙钛矿前驱体溶液中还包括有macl。

2.根据权利要求1所述的基于小分子掺杂的钙钛矿太阳能电池，其特征是，所述马尿酸分子浓度为0.3～1mg/ml。

3.根据权利要求1所述的基于小分子掺杂的钙钛矿太阳能电池，其特征是，所述基底为ito导电玻璃、fto导电玻璃、柔性pet基底、柔性pen基底中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的基于小分子掺杂的钙钛矿太阳能电池，其特征是，所述空穴传输层材料为niox、ptaa、spiro-ometad、富勒烯衍生物、磷酸自组装分子以及氮氧化物中的一种或几种。

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【专利技术属性】
技术研发人员：何庭伟，齐佳慧，杨少鹏，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：