【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钙钛矿太阳能电池，尤其涉及一种具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、目前主流的空穴传输层niox制备方法都存在一定的问题；溶液法的特点是操作方法简单，但薄膜质量容易受环境和工艺的影响；喷涂法的缺点在于薄膜厚度无法准确的掌握；磁控溅射法由于高能粒子轰击可能会导致薄膜出现孔洞。上述方法均会导致空穴传输层niox无法很好地和透明导电电极（tco）衬底进行匹配。
2、主流的方法主要是利用紫外臭氧-氧等离子体（uv-o3）或单分子自组装层（sam）化学试剂钝化处理来提高表面浸润性、改变粗糙度而提高表面覆盖率；然而，tco表面活化对uv-o3的处理时间敏感，较短的处理时间无法很好地提高表面浸润性，而长时间的uv-o3会导致niox电化学性能衰退从而影响器件效率；sam则存在成本过高、材料稳定性较差等缺点，也不利于钙钛矿太阳能电池稳定性的提高及大面积商业化进程。
3、因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，旨在解决现有空穴传输层niox与tco衬底的晶格不匹配、薄膜覆盖率差和成膜质量不佳等问题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括步骤：
4、提供tco衬底并进行预处理，得到预处理后的tco衬底；
5、利用原子层沉
6、利用旋涂法在所述niox缓冲层背离所述tco衬底的一侧沉积氧化镍空穴传输层；
7、在所述氧化镍空穴传输层背离所述niox缓冲层的一侧依次制备钙钛矿吸光层、电子传输层、电荷阻挡层和电极层，得到具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池。
8、所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述利用原子层沉积法在所述预处理后的tco衬底上沉积niox缓冲层的步骤，包括：
9、在原子层沉积设备的反应腔体中放置有机镍源，并设置沉积温度和镍源加热温度；
10、利用脉冲氧化物前驱体进入反应腔体，随后脉冲惰性气体吹扫反应腔体；
11、脉冲有机镍源进入腔体与预处理后的tco衬底进行氧化还原反应生成niox薄膜；
12、再次利用脉冲惰性气体吹扫反应腔体，制得niox缓冲层。
13、所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述有机镍源包括二茂镍、二(甲基环戊二烯)镍、二(乙基环戊二烯)镍、二(二甲胺-2-丙醇)镍、二(四甲基庚二酮)镍、n,n’-二异丙基乙脒基镍、n,n’-二叔丁基乙脒基镍中的一种或多种；和/或，所述氧化前驱体包括o3、h2o、h2o2中的一种或多种；和/或，所述惰性气体包括氮气、氦气、氩气、氖气中的一种或多种。
14、所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述脉冲氧化物前驱体的脉冲时间为0.1s-9999s；所述脉冲惰性气体的脉冲时间为0.1s-9999s；所述脉冲有机镍源的脉冲时间为0.1s-9999s。
15、所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述沉积温度为150℃-250℃；所述镍源加热温度为50℃-100℃。
16、所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述利用旋涂法在所述niox缓冲层背离所述tco衬底的一侧沉积氧化镍空穴传输层的步骤，包括：
17、将氧化镍粉末与超纯水进行超声混合，得到氧化镍纳米胶体溶液；
18、将所述氧化镍纳米胶体溶液旋涂沉积在所述niox缓冲层背离所述tco衬底的一侧，并进行退火处理，得到氧化镍空穴传输层。
19、所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述钙钛矿吸光层由(fa0.83ma0.17)0.95cs0.05pb(i0.9br0.1)3前驱体溶液经旋涂和退火处理得到；和/或，所述(fa0.83ma0.17)0.95cs0.05pb(i0.9br0.1)3前驱体溶液由碘化铯、甲脒氢碘酸盐、甲基溴化胺、碘化铅、溴化铅、甲基氯化铵、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜组成。
20、所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述电子传输层的材料包括[6,6]-苯基-c61-丁酸异甲酯、二氧化锡、二氧化钛、掺铝氧化锌、c60中的一种；和/或，所述电荷阻挡层的材料包括浴酮灵二磺酸二钠盐、氧化铝、二氧化锡中的一种。
21、一种具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，利用所述具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法制得；和/或，包括从下至上依次叠设的tco衬底、niox缓冲层、氧化镍空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、电荷阻挡层、电极层。
22、所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池，其中，所述niox缓冲层的厚度为1nm-10nm。
23、有益效果：本专利技术提供一种具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，制备方法包括步骤：提供tco衬底并进行预处理，得到预处理后的tco衬底；利用原子层沉积法在所述预处理后的tco衬底上沉积niox缓冲层；利用旋涂法在所述niox缓冲层背离所述tco衬底的一侧沉积氧化镍空穴传输层；在所述氧化镍空穴传输层背离所述niox缓冲层的一侧依次制备钙钛矿吸光层、电子传输层、电荷阻挡层和电极层，得到具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池。本专利技术通过在tco衬底上利用原子层沉积技术制备一层niox薄膜作为钙钛矿太阳能电池空穴传输层的缓冲层，该缓冲层有效地解决了niox空穴传输层与tco衬底晶格不匹配的问题，通过原子层沉积技术制备超薄niox缓冲层降低表面粗糙度提高表面浸润性，促进后续空穴传输层的成膜质量；将该缓冲层应用于倒置结构钙钛矿太阳能电池空穴传输层中，使得钙钛矿太阳能电池展现出优异的光电转换效率和稳定性。
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1.一种具有NiOx缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的具有NiOx缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述利用原子层沉积法在所述预处理后的TCO衬底上沉积NiOx缓冲层的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的具有NiOx缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述有机镍源包括二茂镍、二(甲基环戊二烯)镍、二(乙基环戊二烯)镍、二(二甲胺-2-丙醇)镍、二(四甲基庚二酮)镍、N,N’-二异丙基乙脒基镍、N,N’-二叔丁基乙脒基镍中的一种或多种；和/或，所述氧化前驱体包括O3、H2O、H2O2中的一种或多种；和/或，所述惰性气体包括氮气、氦气、氩气、氖气中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的具有NiOx缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述脉冲氧化物前驱体的脉冲时间为0.1s-9999s；所述脉冲惰性气体的脉冲时间为0.1s-9999s；所述脉冲有机镍源的脉冲时间为0.1s-9999s。
5.根据权利要求2所述的具有NiOx缓冲层的钙钛矿太阳能电池的
6.根据权利要求1所述的具有NiOx缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述利用旋涂法在所述NiOx缓冲层背离所述TCO衬底的一侧沉积氧化镍空穴传输层的步骤，包括：
7.根据权利要求1所述的具有NiOx缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿吸光层由(FA0.83MA0.17)0.95Cs0.05Pb(I0.9Br0.1)3前驱体溶液经旋涂和退火处理得到；和/或，所述(FA0.83MA0.17)0.95Cs0.05Pb(I0.9Br0.1)3前驱体溶液由碘化铯、甲脒氢碘酸盐、甲基溴化胺、碘化铅、溴化铅、甲基氯化铵、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜组成。
8.根据权利要求1所述的具有NiOx缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述电子传输层的材料包括[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯、二氧化锡、二氧化钛、掺铝氧化锌、C60中的一种；和/或，所述电荷阻挡层的材料包括浴酮灵二磺酸二钠盐、氧化铝、二氧化锡中的一种。
9.一种具有NiOx缓冲层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，利用如权利要求1-8任一项所述的具有NiOx缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法制得；和/或，包括从下至上依次叠设的TCO衬底、NiOx缓冲层、氧化镍空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、电荷阻挡层、电极层。
10.根据权利要求9所述的具有NiOx缓冲层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述NiOx缓冲层的厚度为1nm-10nm。
...【技术特征摘要】
1.一种具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述利用原子层沉积法在所述预处理后的tco衬底上沉积niox缓冲层的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述有机镍源包括二茂镍、二(甲基环戊二烯)镍、二(乙基环戊二烯)镍、二(二甲胺-2-丙醇)镍、二(四甲基庚二酮)镍、n,n’-二异丙基乙脒基镍、n,n’-二叔丁基乙脒基镍中的一种或多种；和/或，所述氧化前驱体包括o3、h2o、h2o2中的一种或多种；和/或，所述惰性气体包括氮气、氦气、氩气、氖气中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述脉冲氧化物前驱体的脉冲时间为0.1s-9999s；所述脉冲惰性气体的脉冲时间为0.1s-9999s；所述脉冲有机镍源的脉冲时间为0.1s-9999s。
5.根据权利要求2所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述沉积温度为150℃-250℃；所述镍源加热温度为50℃-100℃。
6.根据权利要求1所述的具有niox缓冲层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述利用旋涂法在...
【专利技术属性】
技术研发人员：何锦兴，胡芸菲，罗智扬，张炳良，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：
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