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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池,特别是涉及一种埋底界面修饰层及其制备方法、以及包括该埋底界面修饰层的柔性钙钛矿太阳能电池小模组。
技术介绍
1、钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,简称pscs)作为一类新型薄膜太阳能电池,受到广泛关注。经过10多年的发展,钙钛矿太阳能电池的光电转化效率已经接近27%,接近或超过已有商品化的太阳能电池(如晶硅、铜铟镓硒(cigs)及碲化镉(cdte)太阳能电池等)。pscs电池的种类繁多,例如可以分为杂化钙钛矿电池和全无机钙钛矿电池、正式结构和反式结构钙钛矿电池、柔性电池和刚性电池、单结和叠层电池等。同时,钙钛矿太阳能电池的稳定性也在逐步改善。促进钙钛矿太阳能电池产业化、推动其大规模应用已经提到日程上。
2、实现钙钛矿太阳能电池产业化,不仅对器件效率、稳定性提出更高要求,还需要不断降低制备成本,包括所涉及的各类材料和生产工艺的成本。此外,为了满足未来钙钛矿太阳能电池多场景应用的需求,发展高效率、高稳定性柔性钙钛矿太阳能电池是一个重要的发展方向,如应用于便携式电子产品等。目前,现有技术中小面积柔性钙钛矿太阳能电池效率已经超过25%。进一步发展高效率的柔性钙钛矿电池模组尤为必要,是实现柔性钙钛矿电池产业化的必经之路。
3、然而,目前柔性钙钛矿电池小模组的最高效率仅为20.64%,低于刚性模组,相关研究也较少。因此,亟需提高柔性钙钛矿电池及模组效率和稳定性。
技术实现思路
1、鉴于上述问题,本专利技术提出了一种
2、本专利技术的一个目的在于提供一种埋底界面修饰层及其制备方法,用于解决柔性钙钛矿太阳能电池中单分子自组装层与柔性基底埋底界面接触、能级匹配的技术问题,从而提升柔性钙钛矿太阳能电池及小模组的转换效率及稳定性。
3、本专利技术的另一个目的在于提供一种采用该埋底界面修饰层的柔性钙钛矿太阳能电池小模组,具有提高的转换效率及稳定性。
4、根据本专利技术的一方面,提供了一种埋底界面修饰层的制备方法,包括:
5、将自组装空穴传输材料与界面修饰材料在溶剂中混合得到界面修饰混合溶液,并将界面修饰混合溶液涂敷在柔性导电基底上或覆盖有氧化镍的柔性导电基底上获得湿膜;或者
6、利用溶剂分别配制自组装空穴传输材料的溶液和界面修饰材料的溶液,并将自组装空穴传输材料的溶液和界面修饰材料的溶液依次涂敷在柔性导电基底上或覆盖有氧化镍的柔性导电基底上获得湿膜;
7、将湿膜通过低温加热或抽真空方法进行干燥,得到经修饰的空穴传输层作为埋底界面修饰层。
8、可选地,界面修饰材料包括聚吡咯、聚苯胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、氧化石墨烯、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](ptaa)、碳量子点、碳纳米管中的一种或多种。
9、可选地,在界面修饰混合溶液或自组装空穴传输材料的溶液中自组装空穴传输材料的浓度为0.05~20mm范围内的值;
10、在界面修饰混合溶液或界面修饰材料的溶液中界面修饰材料的浓度为0.1~50mm范围内的值。
11、可选地,涂敷的方式为刮涂法或狭缝涂布法,
12、涂敷的条件为:总涂敷溶液量100~200μl,涂布速度5mm·s-1,涂布次数1次。
13、可选地,低温加热的条件为:80~100℃热台加热5~20min;
14、抽真空的条件为:在80~100pa真空下保持5~10min。
15、可选地,自组装空穴传输材料包括(2-(9h-咔唑-9-基)乙基)膦酸(2pacz)、[2-(3,6-二甲氧基-9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸(meo-2pacz)、(2-(4-(10h-吩噻嗪-10-基)苯基)-1-氰乙烯基)膦酸(ptz-cpa)、[4-(3,6-二甲基-9h-咔唑-9-基)丁基]磷酸(me-4pacz)中的一种或多种。
16、根据本专利技术的另一方面,还提供了一种埋底界面修饰层,其是通过前述任一项的制备方法制得的。
17、可选地,埋底界面修饰层的面积为1~1000cm2。
18、根据本专利技术的又一方面,还提供了一种柔性钙钛矿太阳能电池小模组,包括自下而上顺序堆叠的柔性透明基底、导电层、埋底界面修饰层、钙钛矿吸收层、电子传输层以及对电极,其中,埋底界面修饰层为前述的埋底界面修饰层。
19、可选地,柔性钙钛矿太阳能电池为反式钙钛矿太阳能电池。
20、本专利技术提供的埋底界面修饰层的制备方法,将空穴传输材料(自组装层)与界面修饰材料的混合液涂敷(或称沉积)在柔性基底上,或者将两种材料依次涂敷(或称沉积),均可以实现二者之间良好的接触性能,从而实现对柔性钙钛矿太阳能电池的埋底界面(柔性基底导电层/空穴传输层界面)进行界面修饰。通过形成埋底界面修饰层,解决柔性钙钛矿太阳能电池中单分子自组装层与柔性基底埋底界面接触、能级匹配的技术问题。
21、此外,通过选择合适的溶剂及材料,不会破坏下面的空穴传输层。由此,本专利技术提供的埋底界面修饰层的制备方法、埋底界面修饰层及柔性钙钛矿太阳能电池小模组可显著提高钙钛矿太阳能电池的转换效率和稳定性,且界面修饰层及钙钛矿太阳能电池小模组的制备工艺简单,成本低,易于规模化生产。
22、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本专利技术的具体实施方式。
23、根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。
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1.一种埋底界面修饰层的制备方法,包括:
2.根据权利要求1所述的埋底界面修饰层的制备方法,其中,
3.根据权利要求1所述的埋底界面修饰层的制备方法,其中,
4.根据权利要求3所述的埋底界面修饰层的制备方法,其中,
5.根据权利要求1所述的埋底界面修饰层的制备方法,其中,
6.根据权利要求1所述的埋底界面修饰层的制备方法,其中,
7.一种埋底界面修饰层,其是通过权利要求1-6中任一项所述的方法制得的。
8.根据权利要求7所述的埋底界面修饰层,其中,所述埋底界面修饰层的面积为1~1000cm2。
9.一种柔性钙钛矿太阳能电池小模组,包括自下而上顺序堆叠的柔性透明基底、导电层、埋底界面修饰层、钙钛矿吸收层、电子传输层以及对电极,其中,所述埋底界面修饰层为根据权利要求7或8所述的埋底界面修饰层。
10.根据权利要求9所述的柔性钙钛矿太阳能电池小模组,其中,所述柔性钙钛矿太阳能电池为反式钙钛矿太阳能电池。
【技术特征摘要】
1.一种埋底界面修饰层的制备方法,包括:
2.根据权利要求1所述的埋底界面修饰层的制备方法,其中,
3.根据权利要求1所述的埋底界面修饰层的制备方法,其中,
4.根据权利要求3所述的埋底界面修饰层的制备方法,其中,
5.根据权利要求1所述的埋底界面修饰层的制备方法,其中,
6.根据权利要求1所述的埋底界面修饰层的制备方法,其中,
7.一种埋底界面修饰层,其是通过权利要求1-6中任一项...
【专利技术属性】
技术研发人员:李冬梅,孟庆波,李一明,刘政昊,罗艳红,吴会觉,石将建,
申请(专利权)人:中国科学院物理研究所,
类型:发明
国别省市:
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