[發(fā)明專利]一種基于全無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料的太陽電池的界面修飾方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911230511.1 | 申請日： | 2019-12-05 |
| 公開（公告）號： | CN110993803B | 公開（公告）日： | 2023-03-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉雯雯;張帥;王立;胡志蕾;曹夢莎;張晶;張婧;袁寧一 | 申請（專利權(quán)）人： | 常州大學(xué) |
| 主分類號： | H10K71/00 | 分類號： | H10K71/00;H10K30/80 |
| 代理公司： | 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258 | 代理人： | 謝新萍 |
| 地址： | 213164 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 無機 金屬 鹵化物 鈣鈦礦 材料 太陽電池 界面 修飾 方法 | ||
本發(fā)明屬于太陽能電池領(lǐng)域，公開了一種基于全無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料的太陽電池的界面修飾方法。利用強紫外光或潮濕大氣使CsPbI2Br或CsPbI3在表面和晶界處發(fā)生部分分解并生成鹵化鉛；再將CsBr或CsCl的超干甲醇溶液滴涂到鈣鈦礦層上并靜置，在鈣鈦礦表面和晶界處生成CsPbBr3或CsPbCl3修飾層；用甲醇溶劑沖洗，除去未反應(yīng)的CsBr或CsCl；最后進(jìn)行退火。該方法可在鈣鈦礦晶界和鈣鈦礦/空穴傳輸層界面形成鈍化層，抑制界面復(fù)合，加速空穴的抽取，從而提高器件的效率。此外修飾層材料自身的穩(wěn)定性優(yōu)于CsPbI2Br或CsPbI3，提升了器件穩(wěn)定性，對鈣鈦礦太陽電池的產(chǎn)業(yè)化具有重要的意義。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于太陽能電池領(lǐng)域，具體涉及一種基于全無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料的太陽電池的界面修飾方法。
背景技術(shù)
近年來，由于鈣鈦礦優(yōu)異的光學(xué)性能，高轉(zhuǎn)換效率，低加工成本，鈣鈦礦材料引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。特別是有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池發(fā)展迅速，轉(zhuǎn)換效率已從最初的3.8％提高到超過25％。然而，由于雜化鈣鈦礦中的有機陽離子對熱和紫外光的穩(wěn)定性較差，阻礙了該類材料的商業(yè)化應(yīng)用。
與有機-無機雜化鈣鈦礦相比，全無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料有著相近的光電轉(zhuǎn)換性能，而且熱和紫外光穩(wěn)定性更為優(yōu)異，被認(rèn)為有望取代有機-無機雜化鈣鈦礦材料。目前，光電轉(zhuǎn)換效率領(lǐng)先的全無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料主要是CsPbI3和CsPbI2Br，然而這兩種材料在大氣環(huán)境下極易受潮分解，嚴(yán)重制約了基于全無機鈣鈦礦材料的太陽電池的發(fā)展。將一些有機小分子錨定在這些鈣鈦礦材料的表面是改善耐濕性的常見方法。然而，由于這些有機小分子較差的載流子遷移率，往往會對電池的光電性能產(chǎn)生不利影響。此外，有機小分子的紫外光穩(wěn)定性較差，在實際使用過程中其對鈣鈦礦材料的保護(hù)作用會逐漸衰退。因此，研究相關(guān)的界面修飾方法來提高基于全無機鈣鈦礦材料太陽電池的穩(wěn)定性和光電轉(zhuǎn)換效率對實現(xiàn)鈣鈦礦太陽電池的產(chǎn)業(yè)化具有重要的作用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的：在大氣環(huán)境下，基于全無機鈣鈦礦材料(CsPbI3或CsPbI2Br)的太陽電池對濕度穩(wěn)定性差的缺陷，開發(fā)一種在鈣鈦礦薄膜晶界及其與空穴傳輸層(HTL)界面進(jìn)行修飾的方法，在上述位置生成超薄CsPbBr3或CsPbCl3鈍化層，進(jìn)而提高器件在潮濕環(huán)境下的穩(wěn)定性和光電轉(zhuǎn)換效率。
本發(fā)明的技術(shù)方案：為提高基于全無機鈣鈦礦薄膜太陽電池的耐潮濕穩(wěn)定性及光電轉(zhuǎn)換效率，提出一種界面修飾方法。該方法首先利用強紫外光或潮濕大氣使鈣鈦礦薄膜在晶界和表面處發(fā)生部分分解并形成鹵化鉛，接著利用CsBr或CsCl溶液與分解生成的鹵化鉛反應(yīng)，最后形成CsPbBr3或CsPbCl3鈍化層(如圖1所示)。其制備方法包括如下步驟：
(1)清洗FTO導(dǎo)電玻璃：將FTO導(dǎo)電玻璃放入清洗劑中浸泡10min，用無塵布擦拭表面的污漬，再依次放入去離子水、丙酮、無水乙醇中分別超聲清洗20min，放入烘箱烘干(75℃)。
(2)水浴法制備TiO2電子傳輸層：將4.5mL TiCl4緩慢滴加到200mL去離子水凍成的冰面上，等冰融化后將步驟(1)清洗好的FTO導(dǎo)電玻璃浸入TiCl4水溶液中，在70℃下反應(yīng)80min，然后用去離子水沖洗三遍，放入100℃烘箱中干燥1h，得到FTO/TiO2；
(3)配制全無機鈣鈦礦前驅(qū)體溶液：
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于常州大學(xué)，未經(jīng)常州大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201911230511.1/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
