【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钙钛矿光电材料和器件，具体涉及一种对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法及其应用。
技术介绍
1、钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本和良好的柔韧性而成为研究的热点，特别地，建筑光伏一体化(bipv)为钙钛矿太阳能电池提供了新的应用领域，其中它们不仅可以作为能量转换设备，还可以作为建筑材料的一部分。在众多钙钛矿材料中，基于溴化铅的纯溴钙钛矿展现出了优异的性能，这种材料吸光系数高，光学禁带宽度大(～2.3ev)，其对应的太阳能电池开路电压高，而且薄膜具有较高的透光性，良好的光稳定性和热稳定性，因此可以在高温和潮湿的环境下进行长时间稳定的工作，使其成为bipv应用的理想选择之一。此外，纯溴钙钛矿的温度依赖结构相变特性为其在发电玻璃和热致变色窗户中的应用提供了巨大潜力。然而，纯溴钙钛矿太阳能电池的光电转换效率仍然受限于界面复合问题，电子传输层与钙钛矿吸光层之间的能级不匹配导致了纯溴钙钛矿太阳能电池的开路电压严重损失，对于半透明纯溴钙钛矿太阳能电池而言，其光电转换效率仍有待提升。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在得不足，本专利技术的目的是提供一种对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法及其应用。本申请利用无定形金属化合物，作为可以降低电荷复合的接触钝化和隧道层，从而改善钙钛矿吸光层间接触，降低界面的缺陷态密度，使电子传输层与钙钛矿吸光层之间的能级更加匹配，促进电子从钙钛矿吸光层传输到电极，同时有效阻挡空穴从钙钛矿吸光层传输到电极；隔绝钙钛矿
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法，所述修饰方法为在钙钛矿太阳能电池的电子传输层与电极界面间引入无定形金属化合物。
4、进一步地，所述修饰方法具体为将所述无定形金属化合物溶解于有机溶剂异丙醇中，得无定形金属化合物溶液，然后将所述无定形金属化合物溶液通过狭缝涂布法或刮涂法涂覆在电子传输层表面，再低温退火处理。
5、进一步地，所述无定形金属化合物溶液的浓度为1-20mg/ml。
6、进一步地，所述无定形金属化合物为乙酰丙酮锡、乙酰丙酮铈、乙酰丙酮钛、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铪、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮镓和乙酰丙酮铱等中的任一种或多种。
7、进一步地，一种上述对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法在制备纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中的应用。
8、进一步地，所述纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池包括依次设置的透明导电玻璃基底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、电子修饰层和透明导电背电极。
9、进一步地，所述透明导电玻璃基底为采用氟掺杂氧化锡或铟掺杂氧化锡的透明导电玻璃中的一种；所述空穴传输层为氧化镍、氧化铜、碘化铜和硫氰酸亚铜中的一种；所述钙钛矿吸光层为基于纯溴基钙钛矿，其结构式为abbr3，其中a选自k+、cs+、rb+、ch3nh3+、hc(nh2)2+、ch3(ch2)3nh3+和(c6h5)(ch2)2nh3+中任一种，b选自pb2+、sn2+和ge2+中任一种；钙钛矿活性层为一种或多种a/b离子构成的材料体系所形成，通过改变钙钛矿薄膜的厚度可以调节钙钛矿活性层的透光性；所述电子传输层为富勒烯及其衍生物；所述电子修饰层为无定形金属化合物；所述透明导电背电极为氧化铟锡。
10、进一步地，所述纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池的制备方法包括如下步骤：
11、步骤s1、将透明导电玻璃基底依次用玻璃清洗剂、去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇分别超声清洗15min，烘干备用；
12、步骤s2、将步骤s1中清洗干净烘干后的透明导电玻璃基底置入磁控溅射工艺仓内，在所述透明导电玻璃基底上沉积一层厚度为10-50nm的空穴传输层，然后在200-500℃的条件下退火30-120min；
13、步骤s3、将碘甲脒、溴化铅溶于体积比为9:1的n，n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜和的混合溶剂中，磁力搅拌4-8h，得到钙钛矿溶液，利用狭缝涂布装置将所述钙钛矿溶液涂布在步骤s2所得的空穴传输层上，随后通过真空装置除去溶剂，在100-200℃条件下退火10-90min，得钙钛矿吸光层；
14、步骤s4、将富勒烯及其衍生物溶液通过狭缝涂布法涂布在步骤s3所得的钙钛矿吸光层上，在100℃退火10-30min，得电子传输层；
15、步骤s5、将无定形金属化合物溶解于有机溶剂异丙醇中，得无定形金属化合物溶液，然后将所述无定形金属化合物溶液通过狭缝涂布法或刮涂法涂布在步骤s4所得的电子传输层上，在100℃退火10-30min，得电子修饰层；
16、步骤s6、通过磁控溅射法将氧化铟锡溅射在步骤s5所得的电子修饰层上，得透明导电背电极，即完成纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池的制备。
17、与现有技术相比，本专利技术具备的积极有益效果在于：
18、本专利技术通过无定形金属化合物来调节电子传输层的界面能级位置，有效减少了界面复合，从而显著提高载流子的提取效率和溴基半透明钙钛矿太阳能电池的开路电压，这些改进不仅提升了溴基半透明钙钛矿太阳能电池的光电转换效率，还增强了溴基半透明钙钛矿太阳能电池的水氧稳定性，延长了溴基半透明钙钛矿太阳能电池在湿度环境下的使用寿命，这些提升将拓展纯溴钙钛矿太阳能电池在建筑光伏一体化领域的应用潜力，尤其是在橘红色玻璃和热致变色窗户方面的应用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法，其特征在于，所述修饰方法为在钙钛矿太阳能电池的电子传输层与电极界面间引入无定形金属化合物。
2.根据权利要求1所述的一种对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法，其特征在于，所述修饰方法具体为将所述无定形金属化合物溶解于有机溶剂异丙醇中，得无定形金属化合物溶液，然后将所述无定形金属化合物溶液通过狭缝涂布法或刮涂法涂覆在电子传输层表面，再低温退火处理。
3.根据权利要求2所述的一种对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法，其特征在于，所述无定形金属化合物溶液的浓度为1-20mg/ml。
4.根据权利要求1或2所述的一种对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法，其特征在于，所述无定形金属化合物为乙酰丙酮锡、乙酰丙酮铈、乙酰丙酮钛、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铪、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮镓和乙酰丙酮铱中的任一种或多种。
5.一种如权利要求1-4任一项所述对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法在制备纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中的应
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池包括依次设置的透明导电玻璃基底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、电子修饰层和透明导电背电极。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述透明导电玻璃基底为采用氟掺杂氧化锡或铟掺杂氧化锡的透明导电玻璃中的一种；所述空穴传输层为氧化镍、氧化铜、碘化铜和硫氰酸亚铜中的一种；所述钙钛矿吸光层为基于纯溴基钙钛矿，其结构式为ABBr3，其中A选自K+、Cs+、Rb+、CH3NH3+、HC(NH2)2+、CH3(CH2)3NH3+和(C6H5)(CH2)2NH3+中任一种；B选自Pb2+、Sn2+和Ge2+中任一种；所述电子传输层为富勒烯及其衍生物；所述电子修饰层为无定形金属化合物；所述透明导电背电极为氧化铟锡。
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池的制备方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法，其特征在于，所述修饰方法为在钙钛矿太阳能电池的电子传输层与电极界面间引入无定形金属化合物。
2.根据权利要求1所述的一种对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法，其特征在于，所述修饰方法具体为将所述无定形金属化合物溶解于有机溶剂异丙醇中，得无定形金属化合物溶液，然后将所述无定形金属化合物溶液通过狭缝涂布法或刮涂法涂覆在电子传输层表面，再低温退火处理。
3.根据权利要求2所述的一种对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法，其特征在于，所述无定形金属化合物溶液的浓度为1-20mg/ml。
4.根据权利要求1或2所述的一种对纯溴基半透明钙钛矿太阳能电池中电子提取界面的修饰方法，其特征在于，所述无定形金属化合物为乙酰丙酮锡、乙酰丙酮铈、乙酰丙酮钛、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铪、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮镓和乙酰丙酮铱中的任一种或多种。
5.一种如权利要求1-4任一项所述对纯溴基半透明...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫，刘天俊，石文达，侯雪艳，
申请(专利权)人：苏州黑冕光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。