【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钙钛矿太阳能电池制备，具体涉及一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法。
技术介绍
1、太阳能电池是一种利用太阳能转换为电能的装置，具有可再生性、清洁性、无噪音、可靠性高等优点，因此在可再生能源领域发挥着重要的作用。从光伏材料的类型分类,太阳能电池主要包括硅基太阳能电池、无机化合物太阳能电池、有机太阳能电池、敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池。其中，硅基太阳能电池具有较高的光电转换效率和较长的使用寿命，在市场上占据主导地位，但其制备工艺复杂、材料成本高。钙钛矿太阳能电池因其低成本、高效率的特性，成为了太阳能技术研究的前沿领域。
2、钙钛矿太阳能电池具有优异的光吸收性能和带隙可调节性，能够显著提升光电转换效率。然而，尽管钙钛矿太阳能电池在实验室环境下展现出较高的光电转化效率，但在实际应用中仍面临诸多挑战。例如，钙钛矿材料的稳定性较差，在高温、高湿度等恶劣环境下容易发生降解，影响电池的使用寿命。此外，现有的制备工艺复杂，难以大规模生产，限制了其大面积产业化进程。具体的：
3、1)现有的两步法制备钙钛矿光伏电池时，调控制备过程中碘化铅的含量至关重要。其中许多研究主要集中在pbi2对缺陷钝化的影响上，当添加过量的pb i2时，开路电位增加，以此来解释太阳能电池效率的增加；过量pbi2的有害影响也被观察到，即富pbi2钙钛矿样品稳定性的恶化和高陷阱密度的存在导致光伏性能的降低。在溶液辅助气相沉积法的过程中，发现碘化铅的含量尤为地高，如何将碘化铅的含量调配至适量的值显得至关重要。
4、2)虽然
5、3)在钙钛矿光伏电池的性能测试中，迟滞效应是一个广泛存在的问题。迟滞效应表现为电池在电压-电流曲线测试时，前进扫描与反向扫描的结果不一致，导致测得的光电转换效率存在偏差。迟滞效应的产生通常与电荷传输层的材料选择、钙钛矿层的缺陷、离子迁移以及界面钝化不充分等因素密切相关。严重的迟滞效应不仅影响电池的实际输出功率，还可能导致长期使用中的效率下降。因此，如何通过优化材料和界面工程，减小甚至消除迟滞效应，成为了提高钙钛矿光伏电池性能的关键问题之一。
6、综上所述，开发一种新的钙钛矿太阳能电池制备方法，具有重要的技术意义和应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术针对有机卤化物钙钛矿电池两步法制备所产生的上述问题进行改善，提出了一种新的两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，使得钙钛矿薄膜在结晶性和形貌上表现最优，晶粒结构更加规整，孔洞较少，整体形貌最佳，具有更高的衍射峰，其结晶性显著提升，也使得器件的稳定性和重复性大大提升。
2、为了实现上述目的，本专利技术具体采用的技术方案如下：
3、一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，包括如下步骤：
4、s1、在衬底上制备空穴传输层；
5、s2、钙钛矿光吸收层的制备：
6、用物理气相沉积在空穴传输层上镀300nm厚的碘化铅层，取出后，采用刮涂机以13mm/s的速度刮涂溶有7-8mg/ml kpf6的乙腈溶液约120-130μl，刮涂完成后，静置2min,采用刮涂机以13-15mm/s的速度继续刮涂fai有机阳离子溶液170-180μl，140-150℃退火30min；
7、s3、在所述钙钛矿光吸收层上依次制备电子传输层与铜电极。
8、进一步地，所述步骤s1中，选用经清洗剂、超纯水、酒精超声清洗并烘干的fto导电玻璃衬底。
9、进一步地，所述空穴传输层为厚度约为50nm氧化镍层。
10、进一步地，所述空穴传输层约为40nm的c60与10nm的bcp层复合所得。
11、进一步地，所述步骤s2中，钙钛矿光吸收层的厚度控制在450nm左右。
12、进一步地，所述步骤s3中，选取物理气相沉积法蒸镀铜颗粒来制备背电极，纯度为99.99％
13、本专利技术还提供了一种由两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法制备的有机卤化物钙钛矿电池。
14、本专利技术具有以下的特点和有益效果：
15、本专利技术采用kpf6溶于acn溶液中，在两步法中间层中作为添加剂对碘化铅层进行刮涂，制备了高效稳定的钙钛矿太阳能电池。kpf6掺杂的薄膜表面更加平整，晶粒尺寸明显增大，孔洞和缺陷显著减少。且薄膜厚度均匀，层间缺陷减少，晶粒排列更加紧密。kpf6的钝化作用有效地降低了晶界的陷阱态密度，从而减少了电荷载流子的复合。这种钝化作用使得电荷更容易在薄膜中传输，提高了整体的电导率。掺杂kpf6的器件平均效率从控制样的14.94％提升至15.69％，尤其是滞后效应有了大幅度地降低，这也使得器件的稳定性和重复性大大提升。
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1.一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述步骤S1中，选用经清洗剂、超纯水、酒精超声清洗并烘干的FTO导电玻璃衬底。
3.如权利要求1所述的一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述空穴传输层为厚度为50nm氧化镍层。
4.如权利要求1所述的一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述空穴传输层为40nm的C60与10nm的BCP层复合所得。
5.如权利要求1所述的一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述步骤S2中，用物理气相沉积在空穴传输层上镀300nm厚的碘化铅层。
6.如权利要求1所述的一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用刮涂机以13-15mm/s的速度刮涂溶有7-8mg/mlKPF6的乙腈溶液和FAI有机阳离子溶液。
7.如权利要求1所述的一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述步骤S2中
8.如权利要求1所述的一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述步骤S2中，退火的温度为140-150℃，退火时间为30min。
9.如权利要求1所述的一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述步骤S3中，选取物理气相沉积法蒸镀铜颗粒来制备150nm铜背电极，颗粒纯度为99.99％。
10.一种由权利要求1-9任意一项所述方法制备的有机卤化物钙钛矿电池。
...【技术特征摘要】
1.一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述步骤s1中，选用经清洗剂、超纯水、酒精超声清洗并烘干的fto导电玻璃衬底。
3.如权利要求1所述的一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述空穴传输层为厚度为50nm氧化镍层。
4.如权利要求1所述的一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述空穴传输层为40nm的c60与10nm的bcp层复合所得。
5.如权利要求1所述的一种两步法制备有机卤化物钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述步骤s2中，用物理气相沉积在空穴传输层上镀300nm厚的碘化铅层。
6.如权利要求1所述的一种两步法制...
【专利技术属性】
技术研发人员：张咪，赵志国，董源，梁素霞，石磊，陈义伟，林岚，韩雅玲，蒋云磊，苏杰，陈王帆，李莹，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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