[發明專利]一種BCP用于光電極修飾的鈣鈦礦光伏器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202310725706.3
• 申請日: 2023-06-19
• 公開（公告）號: CN116669510A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 李福民;洪亞琦;李檜林;陳沖;申志濤;馮巖;靳夢琦
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: H10K71/12
• 分類號: H10K71/12;H10K71/15;H10K71/40;H10K71/16;H10K30/15
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 張麗

本發明公開了一種BCP用于光電極修飾的鈣鈦礦光伏器件及其制備方法，包括以下步驟：配制BCP溶液并旋涂在ITO基底上；配制SnOsubgt;2/subgt;溶液并旋涂在BCP上；配制PbIsubgt;2/subgt;溶液并旋涂在SnOsubgt;2/subgt;上；配制鹵化銨鹽混合溶液并旋涂在PbIsubgt;2/subgt;上；配制PEAI溶液并旋涂在鹵化銨鹽上；配制并旋涂spiro?OMeTAD在PEAI上，從而得到ITO/BCP/SnOsubgt;2/subgt;/鈣鈦礦/PEAI/spiro?OMeTAD樣品；蒸鍍電極。本發明通過BCP對ITO基底進行處理后，有利于空穴的阻擋和電子的傳輸；其次，BCP對SnOsubgt;2/subgt;電子傳輸層進行了界面修飾，減少了界面缺陷；此外，少量的BCP與鈣鈦礦界面進行了接觸，促進鈣鈦礦晶粒的生長。

技術領域

本發明屬于材料化學領域，具體涉及一種BCP用于光電極修飾的鈣鈦礦光伏器件及其制備方法。

背景技術

當今時代的主要能源是化石能源，但是，隨著化石燃料的燃燒，環境遭到了不可逆的破壞，且化石燃料不可再生，人類不得不找到一種清潔可再生的能源來替代傳統化石燃料，于是，太陽能、風能等就應運而生了。在此背景下，將太陽能高效的轉化為電能變得很迫切，此外，與傳統的硅基太陽能電池相比，鈣鈦礦光伏器件具有制備工藝簡單、先率高的優點。而鈣鈦礦光伏器件在制備的過程中，很容易出現界面缺陷和非輻射復荷等問題，而BCP的加入，會對ITO界面進行修飾，減少缺陷的同時，它作為空穴阻擋層材料，阻擋空穴的傳輸，此外，增加BCP修飾后，器件的在（111）晶面的結晶度更好（Science,?2023,?379(6628):173-178），穩定性得到了提升，為制備更高效穩定的鈣鈦礦光伏器件提供了一種新的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種BCP用于光電極修飾的鈣鈦礦光伏器件及其制備方法。本發明改善了電子傳輸層出現的界面缺陷問題以及電荷累積復合問題。

通過將BCP旋涂在ITO/SnO₂界面處，修飾SnO₂底部，利于電子的傳輸和空穴的阻擋；此外，SnO₂層是由納米SnO₂分散液所制備，該層存在納米空隙，制作鈣鈦礦層時，部分鈣鈦礦溶液將通過空隙接觸到底層ITO/BCP，成膜后BCP與鈣鈦礦晶粒直接接觸，他們之間的強相互作用，有利于促進鈣鈦礦晶粒的定向生長，即沿著（111）面生長，進而提升了器件的光電轉換效率和穩定性，由此制備高效穩定的鈣鈦礦光伏器件。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種BCP用于光電極修飾的鈣鈦礦光伏器件的制備方法，包括以下步驟：

（1）將ITO（氧化銦錫）基底進行清洗，分別用的是玻璃清洗劑、丙酮、異丙醇超聲清洗，再用氮氣吹干，后用紫外臭氧對基底進行處理；

（2）配制并旋涂BCP溶液，經紫外臭氧處理后得到ITO/BCP樣品；

（3）配制SnO₂溶液，在ITO/BCP基底上旋涂SnO₂溶液，再經退火、紫外臭氧處理后得到ITO/BCP/SnO₂樣品；

（4）配制PbI₂溶液，在氮氣手套箱中，在步驟（3）得到的樣品上旋涂PbI₂溶液，退火處理后得到ITO/BCP/SnO₂/PbI₂樣品；

（5）將步驟（4）得到的ITO/BCP/SnO₂/PbI₂樣品在氮氣的保護下旋涂鹵化銨鹽混合溶液，退火處理得到ITO/BCP/SnO₂/鈣鈦礦樣品；

（6）配制PEAI溶液，在步驟（5）得到的ITO/BCP/SnO₂/鈣鈦礦樣品上旋涂PEAI溶液，得到ITO/BCP/SnO₂/鈣鈦礦/PEAI樣品；