[發(fā)明專利]一種以雙三氟甲基磺?；鶃啺封c鈍化鈣鈦礦太陽能電池界面缺陷的方法

有效

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• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113113541B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫偉海;鄒宇;王仕博;李昭;顏惠英;何若瑋;花國鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號: H10K30/88
• 分類號: H10K30/88;H10K30/15;H10K71/12;H10K71/40
• 代理公司: 北京沃知思真知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11942
• 代理人: 王妮

本發(fā)明公開了一種以雙三氟甲基磺?；鶃啺封c鈍化鈣鈦礦太陽能電池界面缺陷的方法，屬于鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：S1、對刻蝕后的FTO導(dǎo)電玻璃進行清洗，S2、將TiOsubgt;2/subgt;量子點溶液均勻鋪展在FTO導(dǎo)電玻璃表面，制備成電子傳輸層，將旋涂好的薄膜轉(zhuǎn)移至馬弗爐中在450℃下燒結(jié)30min，S3、冷卻至室溫，在TiOsubgt;2/subgt;薄膜上旋涂NaTFSI乙腈溶液。本發(fā)明中，采用溶液旋涂法在平面TiOsubgt;2/subgt;薄膜上制備一層NaTFSI，用來修飾電子傳輸層與鈣鈦礦之間的界面，并將其組裝成PSCs，NaTFSI修飾層不僅可以提高鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶性，降低鈣鈦礦薄膜的非輻射復(fù)合損失，而且還能優(yōu)化ETL表面的能級結(jié)構(gòu)，使其與鈣鈦礦的能級更加匹配，從而加速電子在界面間的提取和傳輸效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種以雙三氟甲基磺酰基亞胺鈉鈍化鈣鈦礦太陽能電池界面缺陷的方法。

背景技術(shù)

有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)被認為是最有前景的新型太陽能電池之一，其光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)從首次報道的3.8％迅速提升至目前的25.5％。鈣鈦礦型晶體(ABX₃)有許多種，而作為太陽能電池中的吸光活性材料的鈣鈦礦晶體，其A位離子包括有機陽離子甲胺(CH₃NH₃⁺,MA⁺)、甲脒(NH＝CHNH₃⁺,FA⁺)、無機陽離子Cs⁺等；二價金屬離子B包括Pb²⁺、Sn²⁺等，以及X離子通常是鹵素離子，例如I^-、Br^-、Cl-等。鈣鈦礦材料因具有吸收系數(shù)高載流子擴散長度長以及吸收范圍寬等優(yōu)點，使其在光電器件中有了廣泛的應(yīng)用。

人在傳統(tǒng)的PSCs器件結(jié)構(gòu)中，除了鈣鈦礦光活性層之外，還有導(dǎo)電玻璃基底，電子傳輸層(ETL)，空穴傳輸層(HTL)和金屬電極等。其中，ETL可以促進電子的提取，有效降低電子從鈣鈦礦吸光層躍遷到陽極的能壘，并起到阻擋空穴的作用，其好壞往往是決定PSCs器件性能的主要因素之一。TiO₂材料由于其高的電子注入率、穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和低廉的價格，成為PSCs中最常見的電子傳輸材料。然而溶液法制備的TiO₂薄膜表面存在大量的缺陷，這些缺陷會引起載流子在鈣鈦礦層與ETL的界面處發(fā)生非輻射復(fù)合，阻礙電荷傳輸，因此嚴重制約了器件PCE的進一步提升，此外，非輻射復(fù)合也會誘發(fā)器件效率的衰減和遲滯現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的發(fā)明目的在于提供一種以雙三氟甲基磺?；鶃啺封c鈍化鈣鈦礦太陽能電池界面缺陷的方法，采用溶液旋涂法在平面TiO₂薄膜上制備一層NaTFSI，用來修飾電子傳輸層與鈣鈦礦之間的界面，并將其組裝成PSCs，NaTFSI修飾層不僅可以提高鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶性，降低鈣鈦礦薄膜的非輻射復(fù)合損失，而且還能優(yōu)化ETL表面的能級結(jié)構(gòu)，使其與鈣鈦礦的能級更加匹配，從而加速電子在界面間的提取和傳輸效率。

為了實現(xiàn)上述效果，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種以雙三氟甲基磺?；鶃啺封c鈍化鈣鈦礦太陽能電池界面缺陷的方法，包括以下步驟：

S1、對刻蝕后的FTO導(dǎo)電玻璃進行清洗。

S2、將TiO₂量子點溶液均勻鋪展在FTO導(dǎo)電玻璃表面，制備成電子傳輸層，將旋涂好的薄膜轉(zhuǎn)移至馬弗爐中在450℃下燒結(jié)30min。

S3、冷卻至室溫，在TiO₂薄膜上旋涂NaTFSI乙腈溶液。

S4、旋涂后放入馬弗爐中，在450℃條件下，燒結(jié)30min，冷卻至室溫后，轉(zhuǎn)移至等離子清洗儀中，等離子體處理10min。

S5、將處理好的FTO導(dǎo)電玻璃送進手套箱，在NaTFSI界面層上滴加鈣鈦礦前驅(qū)液，制備鈣鈦礦層。