【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能电池领域，具体涉及一种基于光暗可逆异构分子应力释放光循环稳定的p-i-n型钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、钙钛矿太阳能电池已成为光伏领域的一项突破性技术，具有高效率和低生产成本。然而，其稳定性是商业化面临的一个重大挑战，特别是在实际运行条件下的稳定性。尽管最近的进展已经改善了钙钛矿太阳能电池对光、热、偏压和湿度的抵抗能力，但由于日常和季节性天气条件变化很大，它们在室外环境中的稳定性任然未得到很好的改善。
2、当模拟室外条件时，高能紫外线可能会造成不可逆的损伤，显著降低设备性能。此外，循环照明会产生更多的不利影响并累积有害影响，最终缩短钙钛矿太阳能电池的寿命和可靠性。在这里，标准的加速老化试验，如连续光浸泡，模拟室外循环过程中是不充分的。因此，我们采用光暗循环测试来模拟现实世界的昼夜交替条件，以揭示室内快速光循环加速器件老化，更好地估计现实世界中钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。光循环诱导吸收剂内部应力的积累，导致晶界处的晶体破碎，从而导致钙钛矿薄膜中的晶格应变，并导致钙钛矿太阳能电池的快速降解。为了解决这些问题，我们开发了一种晶界弹性策略，使用由紫外光触发的光开关异构体，用于动态应力释放，以提高器件在光循环期间的耐久性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的旨在提供基于光暗可逆异构分子应力释放光循环稳定的p-i-n型钙钛矿太阳能电池及其制备方法，引入了一系列列具有动态应力释放特性的材料作为钙钛矿前驱体溶液添加剂，调节光循环过程中的钙钛矿晶格应
2、为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种基于光暗可逆异构分子应力释放光循环稳定的p-i-n型钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、（1）在洗净干燥的并经臭氧处理的基底上旋涂基于[2-(9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸（2pacz）和[4-(3,6-二甲基-9h-咔唑-9-基)丁基]磷酸（me-4pacz）混合的乙醇溶液，得到空穴选择层；
5、（2）将光暗可逆异构分子掺杂到原始钙钛矿前驱体溶液中，得到优化后的钙钛矿前驱体溶液；
6、（3）沉积优化后的钙钛矿前驱体溶液，退火处理得到钙钛矿层；
7、（4）在钙钛矿层上采用旋涂，刮涂，丝网印刷等方式制备[6,6]-苯基-c61-丁酸甲酯（pc61bm）或者采用蒸镀或喷墨打印的方法制备富勒烯（c60），得到均匀的电子传输层；
8、（5）在电子传输层上通过蒸镀或者喷墨打印的方法制备2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲（bcp）修饰层或者原子层沉积获得氧化锡（sno2）修饰层；
9、（6）在bcp或者sno2修饰层上通过蒸镀或者喷墨打印方法制备阴极金属电极。
10、进一步地，所述步骤（1）中的基底为ito或fto导电基底，在乙醇溶液中2pacz和me-4pacz总浓度为0.1~0.5 mg/ml（2pacz和me-4pacz的质量比为1:1~3），旋涂量为10~20 μl/cm2，旋涂速度为3000~5000 r/min，退火温度为100~120 ℃，退火时间为5~10min。空穴选择层的厚度为2~10 nm。
11、进一步地，所述步骤（2）中的光暗可逆异构分子材料分别为紫外光触发动态应力释放的偶氮苯（abz）、偶氮苯-4-苯甲酸（ca-abz）、偶氮苯-4,4-二羧酸（dca-abz）和4-(苯基偶氮基)苯磺酸（sa-abz）中的至少一种。氮苯（abz）、偶氮苯-4-苯甲酸（ca-abz）、偶氮苯-4,4-二羧酸（dca-abz）和4-(苯基偶氮基)苯磺酸（sa-abz）的分子式见图1。
12、优选地，在钙钛矿前驱体中掺杂的光暗可逆异构分子的浓度为1~2 mg/ml。
13、进一步地，所述步骤（2）中原始钙钛矿前驱体溶液具体为cs0.05ma0.1fa0.85pbi3，钙钛矿浓度为1.5~2 mol/l。cs0.05ma0.1fa0.85pbi3钙钛矿前驱体溶液的配制过程如下：将碘化铅（pbi2）、碘化甲脒（fai）、碘化甲胺（mai）、氯化甲胺（macl）和碘化铯（csi）按比例溶于由二甲基亚砜（dmso）和n,n-二甲基甲酰胺（dmf）组成的1 ml混合溶剂里搅拌均匀，获得钙钛矿前驱体溶液。混合溶剂中dmso和dmf的体积比为1:4。
14、进一步地，所述步骤（3）中钙钛矿退火温度为100~120 ℃，退火时间为20~45 min。
15、优选地，钙钛矿前驱体溶液的旋涂量为10~20 μl/cm2，旋涂速度为3000~5000 r/min。在旋涂结束前15~25s旋涂反溶剂，反溶剂为氯苯。反溶剂的旋涂量15~35μl/cm2。
16、优选地，所述的步骤（3）中钙钛矿层的厚度为500~700 nm。
17、进一步地，所述的步骤（4）中c60或者pc61bm电子传输层的厚度为30~40 nm。
18、进一步地，所述的步骤（5）中bcp或者sno2修饰层的厚度为10~25 nm。
19、进一步地，所述的步骤（6）中阴极电极为au、ag或cu，电极厚度为70~110 nm。
20、本专利技术所述的制备方法制得的基于光暗可逆异构分子应力释放光循环稳定的p-i-n型钙钛矿太阳能电池。
21、本专利技术的有益效果：本专利技术提出了一种光暗可逆异构分子应力释放光循环稳定的钙钛矿太阳能电池，通过在钙钛矿前驱体溶液中引入一系列具有光暗可逆异构特性材料作为添加剂，这些材料通过可逆的异构特性调控光循环中钙钛矿应力，从而修复光循环下由于热胀冷缩而导致的以缺陷为主导的钙钛矿晶界损伤。最终制备的钙钛矿光伏器件在实现高能量转换效率的同时，具有优异的光循环稳定性。本专利技术利于深入理解户外条件下钙钛矿晶格应变及缺陷与钙钛矿运行稳定性的关联机制，为制备高效和光循环稳定的钙钛矿光伏器件提供了新思路。该策略对于推动钙钛矿太阳能电池的商业化发展、全面提升钙钛矿太阳能电池性能具有重要的意义。
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1.一种基于光暗可逆异构分子应力释放光循环稳定的p-i-n型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所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的基底为ITO或FTO导电基底；基于2PACz和Me-2PACz混合的乙醇溶液中2PACz和Me-4PACz总浓度为0.1~0.5 mg/mL，2PACz和Me-4PACz的质量比为1:（1~3），空穴选择层的退火温度为100~120℃，退火时间为5~10 min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的光暗可逆异构分子为偶氮苯（Abz）、偶氮苯-4-苯甲酸（Ca-Abz）、偶氮苯-4,4-二羧酸（Dca-Abz）和4-(苯基偶氮基)苯磺（SA-Abz）酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中光暗可逆异构分子在钙钛矿前驱体溶液中的浓度为1~2 mg/mL；所述原始钙钛矿前驱体溶液具体为Cs0.05MA0.1FA0.85PbI3钙钛矿前驱体溶液，其浓度为1.5~2 mol/L，溶剂为体积比为1:4 DMSO
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，退火温度为100~120℃，退火时间为20~45 min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中钙钛矿薄膜的厚度为500~700 nm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（4）中PC61BM或者C60电子传输层的厚度为30~40 nm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（5）中BCP或者SnO2修饰层的厚度为10~25 nm。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤（6）中阴极电极为Au、Ag或Cu，电极厚度为70~110 nm。
10.权利要求1–9任一项所述的制备方法制得光暗可逆异构分子应力释放光循环稳定的p-i-n型钙钛矿太阳能电池。
...【技术特征摘要】
1.一种基于光暗可逆异构分子应力释放光循环稳定的p-i-n型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所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的基底为ito或fto导电基底；基于2pacz和me-2pacz混合的乙醇溶液中2pacz和me-4pacz总浓度为0.1~0.5 mg/ml，2pacz和me-4pacz的质量比为1:（1~3），空穴选择层的退火温度为100~120℃，退火时间为5~10 min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的光暗可逆异构分子为偶氮苯（abz）、偶氮苯-4-苯甲酸（ca-abz）、偶氮苯-4,4-二羧酸（dca-abz）和4-(苯基偶氮基)苯磺（sa-abz）酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中光暗可逆异构分子在钙钛矿前驱体溶液中的浓度为1~2 mg/ml；所述原始钙钛矿前驱体溶液具体为cs0.05ma0.1...
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