【技术实现步骤摘要】
本申请涉及太阳能电池，尤其涉及一种钙钛矿前驱体溶液、钙钛矿太阳能电池及制备方法、光伏组件、光伏系统。
技术介绍
1、近年来，实验室规模钙钛矿太阳能电池(pscs)的光电转换效率(pce)逐渐提升。目前高性能器件中使用的钙钛矿薄膜通常是通过旋涂沉积法形成的，但旋涂沉积工艺不适用于平方米级别规模的大面积制造。为了实现钙钛矿光伏技术的商业化发展，必须将高性能与大规模制造相结合。在钙钛矿太阳能电池领域，狭缝涂布法适用于大面积规模的制造，但狭缝涂布制备的pscs的性能落后于旋涂法制备的pscs的性能。使用狭缝涂布快速沉积钙钛矿会导致形成的晶粒具有针孔、大量晶界和缺陷，使钙钛矿薄膜不够致密，不利于后续的电荷传输，影响钙钛矿膜的光电性能和稳定性，降低pscs的性能。
2、因此，目前亟需研究一种钙钛矿前驱体溶液，使其无论采用哪种沉积方法(包括狭缝涂布法)，都能够形成具有大晶粒和较少缺陷的钙钛矿薄膜，从而改善钙钛矿结晶质量与致密性，以便提高钙钛矿太阳电池的性能。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种钙钛矿前驱体溶液、钙钛矿太阳能电池及制备方法、光伏组件、光伏系统，以解决或缓解上面提出的技术问题。本申请实施例的钙钛矿前驱体溶液，可以提高钙钛矿吸光层的质量与致密性，提升器件的性能。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种钙钛矿前驱体溶液，包括：钙钛矿材料、离子液体型添加剂、有机溶剂；
3、其中，所述离子液体型添加剂选自1-烷基-3-甲基咪唑卤盐、1-芳基-3-甲基咪唑
4、可选的，所述烷基为碳原子数为2-6的烷基；所述芳基为碳原子数为6-8的芳基。
5、可选的，所述1-烷基-3-甲基咪唑卤盐选自1-烷基-3-甲基咪唑氯盐、1-烷基-3-甲基咪唑溴盐中的一种或两种；
6、所述1-芳基-3-甲基咪唑卤盐选自1-芳基-3-甲基咪唑氯盐、1-芳基-3-甲基咪唑溴盐中的一种或两种。
7、可选的，所述离子液体型添加剂选自1-正丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-异丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-苄基-3-甲基咪唑氯盐、1-正丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-异丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-苄基-3-甲基咪唑溴盐中的一种或多种。
8、可选的，所述离子液体型添加剂的质量浓度c1为0.5％-3％。
9、可选的，所述钙钛矿材料的摩尔浓度c2为0.5-2mol/l。
10、可选的，所述有机溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二苯基亚砜、二甲基甲酰胺、乙腈、二甲基乙酰胺、n,n'-二甲基丙烯脲、1,4-丁内酯中的一种或多种。
11、可选的，所述钙钛矿前驱体溶液的制备方法，包括：
12、将所述钙钛矿材料、所述离子液体型添加剂和所述有机溶剂混合均匀，在40℃-60℃时搅拌10-30min，得到所述钙钛矿前驱体溶液。
13、第二方面，本申请实施例提供了一种钙钛矿太阳能电池，包括：依次层叠设置的导电衬底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、电极；
14、其中，所述钙钛矿吸光层由上述任一项所述的钙钛矿前驱体溶液形成。
15、第三方面，本申请实施例提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括：
16、提供导电衬底；
17、在所述导电衬底上形成空穴传输层；
18、将上述任一项所述的钙钛矿前驱体溶液置于所述空穴传输层上，形成钙钛矿吸光层；
19、在所述钙钛矿吸光层上形成电子传输层；
20、在所述电子传输层上形成电极。
21、第四方面，本申请实施例提供了一种光伏组件，包括：至少一个电池串，所述电池串包括至少两个上述任一项的钙钛矿太阳能电池。
22、第五方面，本申请实施例提供了一种光伏系统，包括上述的光伏组件。
23、本申请实施例采用上述技术方案可以包括如下优势：
24、钙钛矿前驱体溶液中引入的离子液体型添加剂(1-烷基-3-甲基咪唑卤盐和/或1-芳基-3-甲基咪唑卤盐)，同时具有3-甲基与咪唑环，咪唑环含有两个氮原子，具有孤对电子，能够与钙钛矿材料的金属阳离子形成配位键，可以扩宽涂布窗口，调控钙钛矿晶体的生长过程，降低钙钛矿薄膜中的非辐射复合损失；同时，3-甲基提供一定的空间位阻，可以防止咪唑环过强的聚集，避免因过度堆积导致的电荷传输障碍；而且，与咪唑基1位连接的烷基或芳基会影响钙钛矿前驱体溶液的结晶动力学，调控钙钛矿晶体的生长过程，改善晶粒尺寸与薄膜粗糙度，提高钙钛矿吸光层的质量和致密性；此外，离子液体型添加剂(1-烷基-3-甲基咪唑卤盐和/或1-芳基-3-甲基咪唑卤盐)中，咪唑基与卤素离子通过离子键结合，该添加剂可以在较宽的温度范围保持稳定，不易挥发、冻结或分解，与钙钛矿材料、有机溶剂具有良好的相容性，能有效改善钙钛矿前驱体溶液的分散性、混合性及界面性能，减少钙钛矿吸光层的表面缺陷，改善微观结构。总之，本申请实施例中钙钛矿前驱体溶液可以提高钙钛矿吸光层的质量和致密性，进而提升器件性能。
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1.一种钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，包括：钙钛矿材料、离子液体型添加剂、有机溶剂；
2.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述烷基为碳原子数为2-6的烷基；所述芳基为碳原子数为6-8的芳基。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述1-烷基-3-甲基咪唑卤盐选自1-烷基-3-甲基咪唑氯盐、1-烷基-3-甲基咪唑溴盐中的一种或两种；
4.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述离子液体型添加剂选自1-正丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-异丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-苄基-3-甲基咪唑氯盐、1-正丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-异丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-苄基-3-甲基咪唑溴盐中的一种或多种。
5.根据权利要求1至4任一项所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述离子液体型添加剂的质量浓度C1为0.5％-3％。
6.根据权利要求1至4任一项所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述钙钛矿材料的摩尔浓度C2为0.5-2mol/L。
7.根据权利要求1至4任一项所述的钙钛矿前驱体
8.根据权利要求1至4任一项所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述钙钛矿前驱体溶液的制备方法，包括：
9.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括：依次层叠设置的导电衬底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、电极；
10.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
11.一种光伏组件，其特征在于，包括：
12.一种光伏系统，其特征在于，包括如权利要求11所述的光伏组件。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，包括：钙钛矿材料、离子液体型添加剂、有机溶剂；
2.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述烷基为碳原子数为2-6的烷基；所述芳基为碳原子数为6-8的芳基。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述1-烷基-3-甲基咪唑卤盐选自1-烷基-3-甲基咪唑氯盐、1-烷基-3-甲基咪唑溴盐中的一种或两种；
4.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述离子液体型添加剂选自1-正丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-异丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-苄基-3-甲基咪唑氯盐、1-正丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-异丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-苄基-3-甲基咪唑溴盐中的一种或多种。
5.根据权利要求1至4任一项所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述离子液体型添加剂的质量浓度c1为0.5％-3％...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雪聪，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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