【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于全无机钙钛矿太阳能电池，涉及一种高质量钙钛矿光吸收层的制备方法和应用。
技术介绍
1、能源危机和温室气体排放是当今世界上最关键的问题，因此，利用可再生能源和开发相关的能源转换技术是非常紧迫和必要的。在各种类型的可再生能源中，太阳能因其取之不尽、用之不竭的清洁性质而获得了特别的关注。相比于其他光转换技术，光伏电池(太阳能电池)在过去的几十年里受到越来越多的关注并取得了重大成就，因为它能直接有效地将太阳光能转化为电能。在过去的十几年中，以钙钛矿氧化物为光吸收剂的钙钛矿太阳能电池因其原材料便宜、制造过程简单且成本低，被认为比染料敏化和有机太阳能电池更有吸引力。自2009年miyasaka等人专利技术钙钛矿太阳能电池以来，由于有机无机钙钛矿的独特优势，如可调节的带隙、光吸收系数大、扩散长度长和卓越的载流子迁移率，典型的有机无机钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(pce)从只有3.8％到快速提升到超过26％。
2、在已报道的钙钛矿太阳电池中，主要是由混合阳离子(包括甲酰胺(fa+)、甲基铵(ma+)或cs+)和i-/br-混合阴离子组成的杂化钙钛矿用作光吸收层。尽管已经取得了优异的pce，但有机组分的高挥发性仍然是这些电池运行稳定性的巨大威胁。全无机cspbi3有着更好的化学稳定性和合适的带隙，是一种理想的钙钛矿候选材料，因此cspbi3太阳能电池已经成为近年来的研究热点。目前cspbi3太阳能电池的pce已经从最初的2.9％提高到21％。尽管如此，与混合钙钛矿相比，由于严重的非辐射电荷复合，这些高效的cspbi3太
技术实现思路
1、本专利要解决的问题是：钙钛矿薄膜的表面形貌和结晶质量导致的载流子的非辐射电荷复合，使得cspbi3太阳能电池仍然存在较大的光电压损失。
2、本专利技术设计了一种三聚氰胺和硫氰酸铵共同修饰策略，通过三聚氰胺与铵根离子形成氢键，进而使更自由的硫氰酸根离子与pb-i八面形成配合物来调控钙钛矿薄膜的结晶过程。此外，三聚氰胺也可以与未配位的铅离子相互作用。三聚氰胺和硫氰酸铵协同优化后的钙钛矿薄膜结晶质量显著得到改善，降低了钙钛矿的缺陷密度，加速载流子的传输以及抑制界面载流子的非辐射复合，从而提升了cspbi3基钙钛矿太阳能电池的pce，抑制了电池的迟滞效应。
3、一种双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，包括如下步骤：
4、步骤1，配制含有csi、pbi2和添加剂，以及三聚氰胺和硫氰酸铵的反应液；
5、步骤2，反应液进行反应后进行过滤，滤液涂覆于导电基底的表面，空气中退火处理后，得到全无机钙钛矿材料。
6、所述的添加剂是n,n-二甲基乙基胺碘化物。
7、所述的csi、pbi2和添加剂之间的摩尔比是1：0.8-1.2：0.8-1.2；三聚氰胺和硫氰酸铵之间的摩尔比是1.2-1.6：1；csi和三聚氰胺之间的摩尔比是80-140：1。
8、反应温度5-40℃，反应时间1-50h。
9、所述的导电基底是fto、ito、zno、in2o3。
10、所述的导电基底表面还包括有修饰层，所述的修饰层的材质选自sno2、tio2、zno或者nb2o5中的一种或几种的混合。
11、步骤1中的反应液采用dmf和dmso的混合溶液。
12、退火处理条件是先50-85℃下0.5-5min，再在180-230℃下1-10min。
13、双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料在双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料太阳能电池中的应用。
14、有益效果
15、(1)本专利技术在钙钛矿前驱体溶液中添加三聚氰胺和硫氰酸铵两种助剂，通过三聚氰胺与nh4+形成氢键，进而使更自由的scn-与pb-i八面形成配合物来调控钙钛矿薄膜的结晶过程。此外，三聚氰胺也可以与铅离子相互作用，二者协同优化后的钙钛矿薄膜结晶质量显著得到改善。
16、(2)经三聚氰胺和硫氰酸铵(mat)修饰后，可以降低钙钛矿的缺陷密度，加速载流子的传输以及抑制界面载流子的非辐射复合。
17、(3)mta修饰后的钙钛矿薄膜应用于cspbi3基钙钛矿太阳能电池中，通过改善开路电压和填充因子，显著提升了电池的pce，抑制了电池的迟滞效应。
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1.一种双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述的添加剂是二甲胺氢碘酸盐。
3.根据权利要求1所述的双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述的CsI、PbI2和添加剂之间的摩尔比是1：0.8-1.2：0.8-1.2；三聚氰胺和硫氰酸铵之间的摩尔比是1.2-1.6：1；CsI和三聚氰胺之间的摩尔比是80-140：1。
4.根据权利要求1所述的双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，反应温度5-40℃，反应时间1-50h。
5.根据权利要求1所述的双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述的导电基底是FTO、ITO、ZnO、In2O3。
6.根据权利要求1所述的双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述的导电基底表面还包括有修饰层，所述的修饰层的材质选自SnO2、TiO2、ZnO或者Nb2O5中的一种或几种的混合。
7.根据权利
8.根据权利要求1所述的双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，退火处理条件是先50-85℃下0.5-5min，再在180-230℃下1-10min。
9.权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的全无机钙钛矿材料。
10.权利要求9所述的全无机钙钛矿材料在太阳能电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述的添加剂是二甲胺氢碘酸盐。
3.根据权利要求1所述的双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述的csi、pbi2和添加剂之间的摩尔比是1：0.8-1.2：0.8-1.2；三聚氰胺和硫氰酸铵之间的摩尔比是1.2-1.6：1；csi和三聚氰胺之间的摩尔比是80-140：1。
4.根据权利要求1所述的双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，反应温度5-40℃，反应时间1-50h。
5.根据权利要求1所述的双助剂协同改性的全无机钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述的导电基底是...
【专利技术属性】
技术研发人员：王纬，杜兆楠，何经晟，冉然，周嵬，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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