【技术实现步骤摘要】
本申请涉及太阳能电池，尤其涉及一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法、钙钛矿太阳能电池和光伏系统。
技术介绍
1、钙钛矿材料最初是指一种由无机物钛酸钙（catio3）组成的矿物，后来用于指具有abx3结构的化合物家族。钙钛矿材料可用于制备钙钛矿太阳能电池（pscs）。钙钛矿太阳能电池的研究始于2009年，钙钛矿太阳能电池凭借其更低成本、可低温加工、高功率转换效率等优势而受到广泛关注。与传统的硅基太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池的优势在于其具有较高的光电转换效率、低生产成本和可溶液加工性。因此钙钛矿太阳能电池在大规模生产方面具有巨大潜力。
2、刮涂、狭缝挤出涂布等工艺适用于大面积钙钛矿太阳能电池的制备，但是采用刮涂、狭缝挤出涂布等工艺制备大面积钙钛矿太阳能电池时，面临着更复杂的流体动力学过程，很难有效调控钙钛矿薄膜的成核结晶过程，且部分待挥发组分挥发不完全，导致制备出的钙钛矿薄膜的覆盖率差、表面粗糙、表面缺陷较多、稳定性差。
3、需要说明的是，上述内容并不必然是现有技术，也不用于限制本申请的专利保护范围。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种钙钛矿前驱体溶液及其制备方法、钙钛矿太阳能电池和光伏系统，以解决或缓解上面提出的技术问题。本申请实施例在钙钛矿前驱体溶液中加入挥发性固体酸作为添加剂，挥发性固体酸中的羧基、巯基、羟基、氨基等官能团能与钙钛矿材料中的fa+和pbi2之间产生相对较强的相互作用，延缓钙钛矿的结晶速度，钝化钙钛矿晶体的缺陷，同时增大钙钛矿晶体的晶粒尺
2、实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
3、一种钙钛矿前驱体溶液，包括：钙钛矿材料、添加剂、有机溶剂；
4、其中，所述添加剂包括挥发性固体酸。
5、在其中一些实施方式中，所述挥发性固体酸包括：乙醇酸、巯基乙酸、甘氨酸中的一种或多种。
6、在其中一些实施方式中，所述钙钛矿材料的结构为faamabcscpb(imbrn)3。
7、在其中一些实施方式中，所述有机溶剂包括2-巯基乙醇和二甲基亚砜。
8、在其中一些实施方式中，所述2-巯基乙醇与所述二甲基亚砜的体积比为：8:1~15:1。
9、本申请实施例还提供了一种钙钛矿前驱体溶液的制备方法，钙钛矿前驱体溶液包括：钙钛矿材料、添加剂、有机溶剂；所述添加剂包括挥发性固体酸；所述挥发性固体酸包括：乙醇酸、巯基乙酸、甘氨酸中的一种或多种；
10、将所述钙钛矿材料溶于所述有机溶剂中，混合均匀，制备得到钙钛矿溶液；在所述钙钛矿溶液中添加所述添加剂，混合均匀，即得所述钙钛矿前驱体溶液；
11、其中，所述钙钛矿溶液中，所述添加剂的添加量满足以下至少一个特征：
12、（1）所述添加剂为乙醇酸时，每毫升所述钙钛矿溶液中所述添加剂的添加量为1~5mg；
13、（2）所述添加剂为巯基乙酸时，每毫升所述钙钛矿溶液中所述添加剂的添加量为0.5~2.5μl；
14、（3）所述添加剂为甘氨酸时，每毫升所述钙钛矿溶液中所述添加剂的添加量为0.5~3.5mg。
15、本申请实施例还提供了一种钙钛矿太阳能电池，包括钙钛矿吸光层；
16、其中，所述钙钛矿吸光层由上述的钙钛矿前驱体溶液形成；
17、或，所述钙钛矿吸光层由如上述制备方法制备得到的钙钛矿前驱体溶液形成。
18、在其中一些实施方式中，所述钙钛矿太阳能电池为单结钙钛矿太阳能电池或硅基/钙钛矿叠层太阳能电池；所述钙钛矿吸光层的制备方法包括：采用狭缝挤出涂布法或刮涂法在基底上涂布所述钙钛矿前驱体溶液，再于100~120℃条件下退火20~30min，形成所述钙钛矿吸光层。
19、在其中一些实施方式中，所述钙钛矿吸光层的制备方法满足以下至少一个特征：
20、（1）采用狭缝挤出涂布法或刮涂法在基底上涂布所述钙钛矿前驱体溶液时，环境的温度和相对湿度满足：rh=20±5%，t=22±5℃；
21、（2）采用狭缝挤出涂布法或刮涂法在基底上涂布所述钙钛矿前驱体溶液时，所述基底的温度控制在73~77℃；
22、（3）涂布所述钙钛矿前驱体溶液的速度控制在28~32mm/s。
23、本申请实施例还提供了一种光伏系统，包括上述的钙钛矿太阳能电池。
24、本申请实施例采用上述技术方案可以包括如下优势：
25、在钙钛矿前驱体溶液中加入挥发性固体酸作为添加剂，挥发性固体酸中的羧基、巯基、羟基、氨基等官能团能与钙钛矿材料中的fa+和pbi2之间产生相对较强的相互作用，延缓钙钛矿的结晶速度，钝化钙钛矿晶体的缺陷，同时增大钙钛矿晶体的晶粒尺寸，改善制备出的钙钛矿吸光层的质量，从而制备得到高覆盖率、平整、致密、零针孔的大面积钙钛矿吸光层；且由于挥发性固体酸的沸点较低，经过退火处理后，制备出的钙钛矿吸光层中除钙钛矿外无多余相残留，有益于提升钙钛矿吸光层的成膜质量及长期稳定性。
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1.一种钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，包括：钙钛矿材料、添加剂、有机溶剂；
2.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述挥发性固体酸包括：乙醇酸、巯基乙酸、甘氨酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述钙钛矿材料的结构为FAaMAbCscPb(ImBrn)3。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述有机溶剂包括2-巯基乙醇和二甲基亚砜。
5.根据权利要求4所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述2-巯基乙醇与所述二甲基亚砜的体积比为：8:1~15:1。
6.一种钙钛矿前驱体溶液的制备方法，其特征在于，钙钛矿前驱体溶液包括：钙钛矿材料、添加剂、有机溶剂；所述添加剂包括挥发性固体酸；所述挥发性固体酸包括：乙醇酸、巯基乙酸、甘氨酸中的一种或多种；
7.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括钙钛矿吸光层；
8.根据权利要求7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单结钙钛矿太阳能电池或硅基/钙钛矿叠层太阳能电池；所述钙
9.根据权利要求8所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸光层的制备方法满足以下至少一个特征：
10.一种光伏系统，其特征在于，包括如权利要求7-9中任一项所述的钙钛矿太阳能电池。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，包括：钙钛矿材料、添加剂、有机溶剂；
2.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述挥发性固体酸包括：乙醇酸、巯基乙酸、甘氨酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述钙钛矿材料的结构为faamabcscpb(imbrn)3。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述有机溶剂包括2-巯基乙醇和二甲基亚砜。
5.根据权利要求4所述的钙钛矿前驱体溶液，其特征在于，所述2-巯基乙醇与所述二甲基亚砜的体积比为：8:1~15:1。
6.一种钙钛矿前驱体溶液的制备方法，其特征在于，钙钛矿前驱体溶液包括：钙钛矿材料、添加剂、有机...
【专利技术属性】
技术研发人员：高纪凡，曹琴，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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