【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能电池，具体涉及一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、在光伏领域，传统的单结太阳能电池已接近其理论效率极限，而通过将不同带隙的电池材料进行堆叠，叠层太阳能电池(tandem solar cells)能够突破这一限制。硅作为一种成熟的基底电池材料，已建立了完善的理论体系和工艺技术。钙钛矿材料凭借其卓越的光吸收系数、可调节的带隙以及低成本的溶液加工特性，被认为是制造叠层太阳能电池顶层电池的理想候选材料。从理论上来讲，钙钛矿/钙钛矿/晶硅三结叠层太阳能电池的光电转化效率(pce)可达到约51％，极大地超越了单结电池的效率极限。所以，在众多叠层太阳能电池技术中，钙钛矿/钙钛矿/晶硅三结叠层太阳能电池因其潜在的高效率而成为研究热点。
2、截至目前，钙钛矿/钙钛矿/晶硅三结叠层太阳能电池的pce已经突破27％，展现出了一定的发展前景。但目前已实现的性能与其理论极限pce之间仍存在显著差距，依旧有许多方面的问题亟待去解决。其中，宽带隙钙钛矿太阳能电池作为钙钛矿/钙钛矿/晶硅三结叠层太阳能电池的关键组成部分，尽管在材料设计以及光电性能优化方面取得了显著进展，但仍面临诸多挑战，比如光诱导相分离、离子迁移、热和湿度稳定性、界面复合等问题。如何在确保稳定性的同时提升宽带隙钙钛矿太阳能电池的光电转化效率，是当前研究中亟待解决的问题之一。
3、除了对钙钛矿成分和结晶动力学加以优化外，界面工程已被当作提高钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的有效方法。然而，传统的界面处理方法主要聚焦于反式
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池及其制备方法，针对宽带隙钙钛矿/中间带隙钙钛矿/窄带隙晶硅三结叠层太阳能电池中顶层宽带隙钙钛矿遇到的上述问题，通过运用乙二胺、苯乙胺的衍生物分子及其相应的卤化物盐材料的埋底界面修饰方法，对宽带隙钙钛矿薄膜结晶过程予以优化，同时缓解了界面能级失配问题，进而显著将宽带隙电池的开路电压提升至1.41v以上，具有着促进高效三结叠层电池技术快速发展的潜力。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池，包括ito导电玻璃，在ito导电玻璃上依次沉积的空穴传输层、埋底界面修饰层、宽带隙钙钛矿吸光层、宽带隙钙钛矿吸光层、电子传输层、缓冲层和金属电极层；所述埋底界面修饰层为乙二胺、苯乙胺的衍生物分子及其相应的卤化物盐(例如：二氢碘酸乙二胺、苯乙基溴化胺)中一种或至少两种按任意比例混合制得的薄膜。
4、进一步的，所述空穴传输层为氧化镍(niox)与[4-(3,6-二甲基-9h-咔唑-9-基)丁基]磷酸(me-4pacz)制成的复合结构。
5、进一步的，所述电子传输层采用的材料为[6,6]-苯基-c61-丁酸异甲酯(pcbm)；缓冲层采用的材料为2,9-二甲基-4,7二苯基-1,10-菲啰啉(bcp)。
6、一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
7、步骤1、清洗ito导电玻璃并烘干；将其放入紫外臭氧清洗设备中，在大气的气氛和室温下紫外臭氧处理15min～30min；
8、步骤2、采用旋涂法在步骤1所得ito导电玻璃上制备空穴传输层；
9、步骤3、将苯乙基溴化胺(peabr)溶解于dmso中，浓度为0.5～1mg/ml的peabr溶液；随后将peabr溶液通过旋涂仪旋涂于空穴传输层上，旋涂转速3000～4000rpm，时间为5～10s，得埋底界面修饰层；
10、步骤4、配制宽带隙钙钛矿前驱体溶液，将宽带隙钙钛矿前驱体溶液采用反溶剂法旋涂在埋底界面修饰层上，经退火制得宽带隙钙钛矿吸光层；
11、步骤5、在宽带隙钙钛矿吸光层依次沉积电子传输层、缓冲层和金属电极，制得具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池。
12、进一步的，所述步骤2的实现方法包括以下步骤：
13、步骤2.1：将niox纳米颗粒溶解于去离子水中配制成浓度为10～20mg/ml的niox纳米分散溶液；
14、步骤2.2：将niox溶液通过旋涂仪旋涂于ito导电玻璃上，旋涂转速为3000～4000rpm，旋涂时间为30～40s，随后在热台上以100～120℃温度退火10～15min；
15、步骤2.3：将me-4pacz溶解于无水乙醇中配制成浓度为0.5～1mg/ml的me-4pacz溶液。
16、步骤2.4：将me-4pacz溶液通过旋涂仪旋涂于步骤步骤2.2所得产品上上，旋涂转速为3000～4000rpm，时间为30～40s，随后在热台上100～120℃温度退火10～15min，制得到空穴传输层。
17、进一步的，所述步骤4的实现方法包括以下步骤：
18、步骤4.1：按配方cs0.1ma0.1fa0.8pbibr1.8cl0.2配制宽带隙钙钛矿前驱体溶液；
19、步骤4.2：将配置好的宽带隙钙钛矿前驱体溶液，通过旋涂仪旋涂于所得埋底界面修饰层上，旋涂仪的转速分为两个阶段，第一阶段的转速为1000～2000rpm旋涂时间为10s，第二阶段的转速为4000～5000rpm，旋涂时间为40s；于第二阶段开始时20～25s向旋转的衬底表面上滴加0.1～0.2ml的氯苯反溶剂，第二阶段旋涂结束后在80～100℃温度范围下退火10～15min，制得宽带隙钙钛矿吸光层。
20、进一步的，所述步骤5的实现方法包括以下步骤：
21、电子传输层的制备：将pcbm溶解于氯苯(cb)中，配制成浓度为15mg/ml的pcbm溶液；将该溶液通过旋涂仪旋涂于宽带隙钙钛矿吸光层上，旋涂转速为1000～2000rpm，时间为30s～40s，随后在热台上以100～120℃温度范围下退火5min～10min；得到电子传输层；
22、缓冲层的制备：将bcp溶解于异丙醇(ipa)中配制成浓度为2mg/ml的bcp溶液；将该溶液通过旋涂仪旋涂于电子传输层上，旋涂转速为4000～5000rpm，时间为20s～30s，随后在热台上以80～100℃温度范围退火1～3min，得到缓冲层。
23、本专利技术通过在宽带隙钙钛矿太阳能电池的钙钛矿吸光层下方引入乙二胺、苯乙胺的衍生物分子及其相应的卤化物盐材料作为埋底界面修饰层，实现了电池性能的显著提升。乙二胺、苯乙胺的衍生物分子及其相应的卤化物盐材料能够提供自由电子对，在宽带隙钙钛矿薄膜制备过程中，可以与宽带隙钙钛矿中未配位的pb2+形成稳定的配位结构，实现对钙钛矿结晶动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于：包括ITO导电玻璃，在ITO导电玻璃上依次沉积的空穴传输层、埋底界面修饰层、宽带隙钙钛矿吸光层、宽带隙钙钛矿吸光层、电子传输层、缓冲层和金属电极层；所述埋底界面修饰层为乙二胺、苯乙胺的衍生物分子及其相应的卤化物盐中一种或至少两种按任意比例混合制得的薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述空穴传输层为氧化镍(NiOx)与[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]磷酸(Me-4PACz)制成的复合结构。
3.根据权利要求1所述的一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述电子传输层采用的材料为[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯(PCBM)；缓冲层采用的材料为2,9-二甲基-4,7二苯基-1,10-菲啰啉(BCP)。
4.一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，所述步骤2的实现
6.根据权利要求5所述的一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，所述步骤4的实现方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，所述步骤5中电子传输层的制备方法包括步骤：
8.根据权利要求7所述的一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，所述步骤5中缓冲层制备方法包括步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于：包括ito导电玻璃，在ito导电玻璃上依次沉积的空穴传输层、埋底界面修饰层、宽带隙钙钛矿吸光层、宽带隙钙钛矿吸光层、电子传输层、缓冲层和金属电极层；所述埋底界面修饰层为乙二胺、苯乙胺的衍生物分子及其相应的卤化物盐中一种或至少两种按任意比例混合制得的薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述空穴传输层为氧化镍(niox)与[4-(3,6-二甲基-9h-咔唑-9-基)丁基]磷酸(me-4pacz)制成的复合结构。
3.根据权利要求1所述的一种具有高开路电压的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述电子传输层采用的材料为[6,6]-苯基-c61-丁酸异甲酯(pcbm)；缓冲层采用的...
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