【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钙钛矿太阳能电池，具体涉及一种氧化镍分散液及其制备方法、钙钛矿太阳能电池。
技术介绍
1、在正置钙钛矿太阳能电池结构中，空穴传输层位于钙钛矿层之上，是保护钙钛矿层免受外部环境(湿度和温度)影响的第一道防线。此外，空穴传输层的迁移率通常比电子传输层的迁移率低很多，通常小于10-2cm2·v-1·s-1，而电子传输层的迁移率则可高达至大于10-2cm2·v-1·s-1。因此，在光电转换过程中，空穴传输层往往成为限制光电输出的关键因素。发展高空穴迁移率、稳定和成本低廉的空穴传输材料成了钙钛矿太阳能光伏器件商业化的先决条件之一。
2、在实验室制备的钙钛矿太阳能器件中，高效的正置器件基本都选用了有机空穴传输材料(o-htm)。然而，为了提升空穴迁移率并优化其与钙钛矿之间的界面能级，通常需要对o-htm进行离子掺杂(如掺杂锂盐和/或钴盐)，而吸湿性掺杂剂的使用会增加钙钛矿降解的风险，对器件的长期稳定性造成影响。
3、为减少有机组分和离子掺杂的影响，研究人员正在积极寻找稳定的无机p型半导体材料作为替代，以期其降低成本并改善器件的效率与稳定性。但大多数关于无机空穴传输材料的研究集中在倒置结构上，主要限制是正置结构中空穴传输层的沉积工艺与钙钛矿层的不兼容问题。在正置结构中，空穴传输层的沉积工艺在钙钛矿层之后，而无机空穴传输层(io-htl)的沉积工艺通常需要极性溶剂或者高温退火，容易导致钙钛矿的降解。
4、目前，一些研究人员已尝试采用非极性溶剂直接沉积法和预合成油性纳米颗粒法等策略，来实现正置器件
5、在前期研究中，已有科研团队成功合成带有亲油配体的氧化镍纳米颗粒(journalof materials chemistry a 2017,5,6597.)，其展现了优异的非极性溶剂分散性，为钙钛矿层表面的有效沉积提供了新途径。而后，有团队通过对亲水性氧化镍(低成本)进行长碳链配体改性(acs applied energy materials 2019,2,4890.)，实现了水相材料的亲油化处理，使其在非极性溶剂中具有良好的分散性，但是由于体系引入过量的配体，需要二次清洗，和油相合成一样存在污染问题。
6、对于正置器件而言，在钙钛矿表面实现紧密有序的无机纳米颗粒组装无疑是一项极具挑战性的任务。尽管已经发现，通过引入亲油配体，可以显著提升纳米颗粒在非极性溶剂中的分散性，从而实现对钙钛矿薄膜的均匀且紧密的覆盖，但这一过程中存在诸多待解决的问题。
7、首先，过量使用长碳链配体(如油酸、油胺、硬脂酸等)虽然能改善分散性，但会导致电荷传输受到严重阻碍，进一步削弱空穴传输能力，进而影响器件的整体性能。这是一个不容忽视的问题，因为空穴传输能力对于正置器件的性能至关重要。
8、其次，过量引入这些长碳链配体还会引发另一个复杂的问题：需要额外的二次清洗步骤来去除多余的配体，以减少其对电荷传输的不利影响。这不仅增加了制备工艺的复杂性，还显著提高了污水处理的成本，对环境也造成了一定的压力。
9、此外，油性纳米材料在单次合成中的产量往往较少，这带来了另一个挑战：如何批量生产适用于正置结构的氧化镍纳米分散溶液。这一挑战不仅关系到成本问题，更涉及到能否实现大规模生产和商业化应用。
10、为了应对这些技术挑战，急需开发新型的无机空穴传输层制备技术及其相应的沉积方法。这些方法应能够兼顾纳米颗粒的分散性和电荷传输效率，即确保成膜性的同时，也要保证空穴迁移率的高效。通过这种方法，可以确保正置器件的高效稳定制备，为实现器件的大规模生产和商业化应用奠定坚实的基础。如何找到一种分散均匀、组分协同增效的氧化镍分散液进而提高器件光电性能和稳定性是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供一种氧化镍分散液及其制备方法、钙钛矿太阳能电池，目的是通过组分间协同增效，显著提高氧化镍空穴传输层的组装致密性和空穴传输效率，以提高光电器件性能。
2、一方面，本专利技术提供一种氧化镍分散液，包括：
3、氧化镍纳米晶、
4、碳链配体、
5、自组装分子，以及
6、溶剂；
7、其中，所述自组装分子为选自2pacz、me-4pacz、meo-2pacz中的一种或多种。
8、另一方面，本专利技术提供一种制备上述氧化镍分散液的方法，包括：
9、将氧化镍纳米晶、碳链配体和自组装分子加入溶剂中并进行分散处理，得到所述氧化镍分散液；
10、其中，所述自组装分子为选自2pacz、me-4pacz、meo-2pacz中的一种或多种。
11、再一方面，本专利技术提供一种钙钛矿太阳能电池，包括空穴传输层；所述空穴传输层由上述氧化镍分散液制成，或者由上述方法制成的氧化镍分散液制成。
12、有益效果：
13、(1)提高组装致密性：
14、通过自组装分子(self-assembled molecules,sam)与碳链配体的协同调控，显著减少氧化镍纳米晶间的团聚，优化其在非极性溶剂中的分散性能；这不仅确保了氧化镍空穴传输层在钙钛矿薄膜表面上形成紧密且均匀的组装，还增强了器件的稳定性和可靠性，为器件的高效光电性能提供了坚实基础；
15、(2)优化空穴传输效率：
16、通过sam与碳链配体协同增效，sam改善氧化镍的分散性的同时钝化氧化镍表面缺陷、优化空穴的电子结构，并结合sam的空穴导出能力，显著提升了器件的空穴传输效率，进而提高器件的光电转换效率和长期稳定性；
17、(3)实现批量制备：
18、使用本专利技术氧化镍分散液可简化氧化镍空穴传输层的制备工艺，降低生产成本；通过优化制备参数和工艺流程，实现了氧化镍空穴传输层的批量制备，为大规模生产和商业化应用提供了新途径；这不仅提高了生产效率，也增强了产品的市场竞争力；
19、(4)本专利技术通过引入sam与碳链配体协同调控策略，成功解决了器件中氧化镍空穴传输层在钙钛矿薄膜表面组装时面临的组装致密性、空穴传输效率和批量制备三大挑战，为制备高性能器件提供了有效且经济的解决方案；
20、(5)本专利技术氧化镍分散液在减少碳链配体用量时，器件依然能保持良好的稳定性且进一步提升了光电性能；
21、(6)本专利技术以组合式自组装分子与组合式碳链配体复配所得氧化镍分散液制成空穴传输层，能够使器件的光电性能和稳定性进一步显著提升。
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1.一种氧化镍分散液，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氧化镍分散液，其特征在于，所述自组装分子与所述氧化镍纳米晶的质量比为(0.1～3):100；和/或
3.根据权利要求1所述的氧化镍分散液，其特征在于，所述碳链配体为选自胺类化合物、羧酸类化合物、硫醇类化合物中的一种或多种；
4.根据权利要求3所述的氧化镍分散液，其特征在于，所述碳链配体为选自油胺、油酸、硬脂酸中的一种或多种，优选为油胺和油酸的组合，进一步优选地，油胺和油酸的体积比为(1～3):1。
5.根据权利要求1所述的氧化镍分散液，其特征在于，所述自组装分子为Me-4PACz和MeO-2PACz的组合，Me-4PACz和MeO-2PACz的质量比优选为(0.5～2):1。
6.根据权利要求1所述的氧化镍分散液，其特征在于，所述溶剂为选自氯苯、三氯甲烷、甲苯、乙醚、乙酸乙酯中的一种或多种；和/或
7.一种制备权利要求1～6中任一项所述氧化镍分散液的方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述分散处理的方
9.一种钙钛矿太阳能电池，包括空穴传输层；其特征在于，所述空穴传输层由权利要求1～6中任一项所述氧化镍分散液制成，或者由权利要求7或8所述方法制成的氧化镍分散液制成。
10.根据权利要求9所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池为正置器件，其包括阴极、电子传输层、钙钛矿层、所述空穴传输层和阳极。
...【技术特征摘要】
1.一种氧化镍分散液，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的氧化镍分散液，其特征在于，所述自组装分子与所述氧化镍纳米晶的质量比为(0.1～3):100；和/或
3.根据权利要求1所述的氧化镍分散液，其特征在于，所述碳链配体为选自胺类化合物、羧酸类化合物、硫醇类化合物中的一种或多种；
4.根据权利要求3所述的氧化镍分散液，其特征在于，所述碳链配体为选自油胺、油酸、硬脂酸中的一种或多种，优选为油胺和油酸的组合，进一步优选地，油胺和油酸的体积比为(1～3):1。
5.根据权利要求1所述的氧化镍分散液，其特征在于，所述自组装分子为me-4pacz和meo-2pacz的组合，me-4pacz和meo-2pacz的质量比优选为(0.5～2):1。
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