【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钙钛矿太阳能电池，涉及一种基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、在太阳能的利用方面，以光生伏特效应为理论基础的光伏电池是一种直接将太阳能转换为电能的半导体器件，通过光伏转换进行供电被认为是一种十分有前景的新能源技术。
2、近年以来钙钛矿太阳能电池(pscs)，制造过程以溶液法为主，制备工艺较为简单，制备的器件光电转换效率以及器件的稳定性不断提高，有望实现大规模生产。钙钛矿太阳能电池几乎用十年的时间，走过了晶硅电池50年的发展历程，在过去的十年柔性钙钛矿太阳能电池快速发展，因此其对诸如可穿戴和便携式电子设备、自供电设备、无人驾驶飞机，室内光伏等的应用有着十足的吸引力。随着器件结构、电极和界面工程的不断进步，柔性钙钛矿太阳能电池迄今为止已达到超过24％的出色的光电转换效率(pce)，显示出该技术在实际应用中的巨大潜力，由此柔性钙钛矿太阳能电池成为便携式电源应用中补充传统硅电池的最佳候选者。
3、但是对于柔性钙钛矿太阳电池而言，钙钛矿薄膜结晶过程较快会导致晶粒小，晶界多，缺陷多，粗糙度大，残余应力大等问题，严重影响载流子的传输与提取，进而影响柔性钙钛矿电池的光电转换效率以及机械稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池及其制备方法，以解决现有钙钛矿薄膜在结晶过程中结晶质量差的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实
3、基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤1，预处理pen/ito柔性基底；
5、步骤2，在pen/ito柔性基底上制备sno2电子传输层；
6、步骤3，将faxcsymazpbi3钙钛矿前驱体溶液旋涂在sno2电子传输层上，退火后获得钙钛矿吸收层；所述faxcsymazpbi3钙钛矿前驱体溶液中添加有含中心杂原子的长链双胺配体，所述含中心杂原子的长链双胺配体为己二胺盐酸盐、2，2-氧代双乙胺二盐酸盐或胱胺二盐酸盐；faxcsymazpbi3中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1；
7、步骤4，在钙钛矿吸收层上制备spiro-ometad空穴传输层；
8、步骤5，在spiro-ometad空穴传输层上制备金属电极。
9、本专利技术的进一步改进在于：
10、优选的，步骤3中，所述faxcsymazpbi3钙钛矿前驱体溶液的浓度为1.0-1.6m。
11、优选的，步骤3中，faxcsymazpbi3钙钛矿前驱体溶液中含中心杂原子的长链双胺配体的浓度为pb原子浓度的0.1mol％-1.0mol％。
12、优选的，步骤3中，旋涂过程的旋涂转速为6000rpm，旋涂时间为50s。
13、优选的，步骤3中，旋涂5～20s后，滴加600～1200μl乙醚在钙钛矿吸收层表面。
14、优选的，步骤3中，退火温度为100～150℃，退火时间为20～30min。
15、优选的，步骤3后，在钙钛矿吸收层和spiro-ometad空穴传输层之间制备有peai钝化层。
16、优选的，步骤2中，在pen/ito柔性基底上旋涂sno2混合胶体溶液后，退火制得sno2电子传输层。
17、优选的，步骤4中，在钙钛矿吸收层上旋涂spiro-ometad空穴传输层溶液后，制得spiro-ometad空穴传输层。
18、一种通过上述任意一项制备方法制得的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池，包括从下到上的pen/ito柔性基底、sno2电子传输层、faxcsyma zpbi3钙钛矿吸收层、spiro-ometad空穴传输层和金属电极；
19、所述faxcsymazpbi3钙钛矿吸收层内或sno2电子传输层和faxcsymazpbi3钙钛矿吸收层之间有含中心杂原子的长链双胺配体；或者是faxcsymazpbi3钙钛矿吸收层内以及sno2电子传输层和faxcsymazpbi3钙钛矿吸收层之间均有含中心杂原子的长链双胺配体。
20、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
21、本专利技术公开了一种基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，该方法将含中心杂原子的长链双胺配体dnc(己二胺盐酸盐)，dno(2，2-氧代双乙胺二盐酸盐)或dns(胱胺二盐酸盐)分别与faxcsymazpbi3钙钛矿前驱体溶液共混，将混合后的溶液涂覆在电子传输层上，制备出质地均匀、残余应力小且结晶质量高的钙钛矿吸收层。含有杂原子的双胺配体，在钙钛矿前驱体溶液在转变为钙钛矿吸收层过程中，能够延缓钙钛矿吸收层的结晶，进而对薄膜结晶动力学进行调控，该方法提出了配体与钙钛矿组分亲和力强弱调剂钙钛矿结晶动力学的内在机制，进而可以提高钙钛矿薄膜的质量并释放薄膜残余应力，以获得高光电转换效率的柔性钙钛矿太阳能电池，并最终获得最高24.28％的光电转化效率。相较于以往的faxcsymazpbi3钙钛矿吸收层中，更高结晶度的钙钛矿薄膜，有利于下一步柔性钙钛矿薄膜释放残余应力，使得钙钛矿吸收层的质量更高，其优异的光电性能及器件效率将有助于推动柔性钙钛矿太阳电池的进一步发展。
22、进一步的，含中心杂原子的长链双胺配体和钙钛矿前驱体溶液通过磁力搅拌，使得含中心杂原子的长链双胺配体能够均匀的分散在钙钛矿前驱体溶液中。
23、进一步的，通过限定旋涂转速和旋涂时间，使得旋涂形成的钙钛矿传输层的厚度能够满足要求。
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1.基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述FAxCsyMAzPbI3钙钛矿前驱体溶液的浓度为1.0-1.6M。
3.根据权利要求1所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，FAxCsyMAzPbI3钙钛矿前驱体溶液中含中心杂原子的长链双胺配体的浓度为Pb原子浓度的0.1mol％-1.0mol％。
4.根据权利要求1所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，旋涂过程的旋涂转速为6000rpm，旋涂时间为50s。
5.根据权利要求4所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，旋涂5～20s后，滴加600～1200μL乙醚在钙钛矿吸收层表面。
6.根据权利要求1所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，退火温度为100～150℃，退火时间为20～30
7.根据权利要求1所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3后，在钙钛矿吸收层和Spiro-OMeTAD空穴传输层之间制备有PEAI钝化层。
8.根据权利要求1所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤2中，在PEN/ITO柔性基底上旋涂SnO2混合胶体溶液后，退火制得SnO2电子传输层。
9.根据权利要求1所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤4中，在钙钛矿吸收层上旋涂Spiro-OMeTAD空穴传输层溶液后，制得Spiro-OMeTAD空穴传输层。
10.一种通过权利要求1-9任意一项制备方法制得的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括从下到上的PEN/ITO柔性基底、SnO2电子传输层、FAxCsyMAzPbI3钙钛矿吸收层、Spiro-OMeTAD空穴传输层和金属电极；
...【技术特征摘要】
1.基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述faxcsymazpbi3钙钛矿前驱体溶液的浓度为1.0-1.6m。
3.根据权利要求1所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，faxcsymazpbi3钙钛矿前驱体溶液中含中心杂原子的长链双胺配体的浓度为pb原子浓度的0.1mol％-1.0mol％。
4.根据权利要求1所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，旋涂过程的旋涂转速为6000rpm，旋涂时间为50s。
5.根据权利要求4所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，旋涂5～20s后，滴加600～1200μl乙醚在钙钛矿吸收层表面。
6.根据权利要求1所述的基于双胺配体的高效柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵奎，陈鑫，牛天启，蔡伟伦，刘筹，张征，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：
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