【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能电池，具体属于一种pacl改性钙钛矿吸光层、pacl改性钙钛矿太阳能电池及方法。
技术介绍
1、钙钛矿吸光层作为钙钛矿太阳能电池中的心脏地带，其性能直接决定了整个电池系统的光电转换效率和长期稳定性。近年来，通过科研人员的不懈努力，钙钛矿吸光层的研究已经取得了令人瞩目的成就，特别是在提升光电转换效率方面，实验室条件下的小面积单结钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经跃升至26.7%的新高度。这一突破不仅为钙钛矿太阳能电池的商业化应用奠定了坚实的基础，也极大地激发了科研人员对进一步优化钙钛矿吸光层的热情。
2、然而，在追求更高光电转换效率的同时，钙钛矿吸光层所面临的问题也不容忽视。其中，稳定性问题尤为突出。钙钛矿材料在复杂多变的环境条件下，如湿度、温度和光照等，其结构和性能可能会发生显著变化。长时间的光照和湿度暴露可能导致钙钛矿材料的分解或相变，从而引发电池性能的急剧下降，效率降低，寿命缩短。这不仅限制了钙钛矿太阳能电池的广泛应用，也对其长期可靠性提出了严峻挑战。
3、此外，钙钛矿吸光层中可能存在的缺陷和杂质也是影响电池性能的重要因素。这些缺陷和杂质作为载流子的复合中心，会大大降低电池的光电转换效率。同时，钙钛矿材料中的离子在电场作用下可能会发生迁移，进一步加剧电池性能的衰减。这些问题不仅阻碍了钙钛矿太阳能电池性能的进一步提升，也对其商业化进程构成了潜在障碍。
4、因此，优化钙钛矿吸光层的重要性不言而喻。通过改进钙钛矿材料的组成、结构和制备工艺，不仅可以提高钙钛矿吸光层的稳定性和光
5、综上所述，优化钙钛矿吸光层不仅是提升钙钛矿太阳能电池性能的关键所在，也是实现其商业化应用的重要前提。未来，科研人员将继续致力于钙钛矿吸光层的优化研究，以期在光电转换效率、稳定性和长期可靠性等方面取得更多突破，为钙钛矿太阳能电池的广泛应用开辟更加广阔的前景。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种pacl改性钙钛矿吸光层、pacl改性钙钛矿太阳能电池及方法，在钙钛矿前驱体溶液中添加正丙基氯化铵pacl对钙钛矿进行改性，显著减少钙钛矿材料中的缺陷，提升钙钛矿太阳能电池效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种pacl改性钙钛矿吸光层，包括(fa0.95ma0.05)0.95cs0.05pb(i0.95br0.05)3钙钛矿材料和pacl钝化材料组成的钙钛矿前驱体溶液，将钙钛矿前驱体溶液旋涂、退火得到pacl改性钙钛矿吸光层。
3、进一步的，pacl改性钙钛矿吸光层的总厚度为300nm~700nm。
4、进一步的，按化学计量比配制浓度为1.5mol/l的所述钙钛矿溶液，所述钙钛矿溶液中pacl钝化材料的摩尔分数为5%~20%。
5、进一步的，所述旋涂为：在介电层上以1500 rpm ~2000rpm转速旋涂10s钙钛矿前驱体溶液后，以5000rpm转速再旋涂40s，旋涂结束前10s快速滴加200μl氯苯，得到钙钛矿薄膜。
6、进一步的，所述退火为将钙钛矿薄膜在100℃退火25min~30min。
7、本专利技术还提供一种pacl改性钙钛矿太阳能电池，包括上述pacl改性钙钛矿吸光层，具体的所述电池的结构由下到上依次包括基底、空穴传输层、介电层、pacl改性钙钛矿吸光层、电子传输层和金属电极。
8、进一步的，所述基底为透明导电玻璃基底，透明导电玻璃为氧化铟锡；所述基底的厚度为200nm~400nm；
9、所述空穴传输层选用meo-2pacz、2pacz、me-4pacz、4pacz中至少一种，所述空穴传输层的厚度为1nm~5nm；
10、所述介电层为al2o3纳米颗粒，所述介电层的厚度为30nm~60nm；
11、所述电子传输层为tio2、sno2或富勒烯以及富勒烯衍生物中的一种；所述电子传输层的厚度为10nm~100nm；
12、所述金属电极为金、银、铜、石墨或无定形碳中的一种，所述金属电极的厚度为50nm~500nm。
13、本专利技术还提供一种pacl改性钙钛矿太阳能电池的制备方法，具体如下：
14、基底前处理后，在基底上旋涂空穴传输层溶液形成空穴传输层；
15、在空穴传输层上旋涂介电层溶液形成介电层；
16、在介电层上旋涂钙钛矿前驱体溶液，退火得到pacl改性钙钛矿吸光层，其中钙钛矿前驱体溶液中包括(fa0.95ma0.05)0.95cs0.05pb(i0.95br0.05)3钙钛矿材料和pacl钝化材料；
17、依次在pacl改性钙钛矿吸光层上制备电子传输层和金属电极，得到pacl改性钙钛矿太阳能电池。
18、进一步的，在基底上以2000rpm~4000rpm转速旋涂浓度为0.3mg/ml~1.2mg/ml的空穴传输层溶液30s~40s，退火形成空穴传输层；
19、在空穴传输层上以4000rpm~6000rpm转速旋涂浓度为0.5mg/ml~2mg/ml的介电层溶液30s，退火形成介电层；
20、在介电层上以1500 rpm ~2000rpm转速旋涂10s钙钛矿前驱体溶液后，以5000rpm转速再旋涂40s，旋涂结束前10s快速滴加200μl氯苯，得到钙钛矿薄膜，将钙钛矿薄膜在100℃退火25min~30min，形成pacl改性钙钛矿吸光层；
21、利用真空蒸镀法在pacl改性钙钛矿吸光层上依次制备电子传输层、金属电极得到acl改性钙钛矿太阳能电池。
22、进一步的，所述钙钛矿前驱体溶液中包括(fa0.95ma0.05)0.95cs0.05pb(i0.95br0.05)3钙钛矿材料和pacl钝化材料，按化学计量比配制浓度为1.5mol/l的所述钙钛矿溶液，所述钙钛矿溶液中pacl钝化材料的摩尔分数为5%~20%。
23、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
24、本专利技术提供一种pacl改性钙钛矿吸光层，钙钛矿材料中的缺陷是载流子复合的“热点”，它们会降低电池的光电转换效率。pacl通过与这些缺陷位点结合，有效地降低了缺陷浓度，从而减少了载流子的复合，提高了电池的开路电压和短路电流。这种改性作用不仅提升了电池的效率，还使得电池在长时间运行下能够保持更高的稳定性。pacl的加入不仅减少了缺陷，还通过调整钙钛矿材料的微观结构，优化了载流子的传输路径，减少了传输过程中的损耗。这种优化使得电池在相同的光照条件下能够产生更多的电能，进一步提高了电池的光电转换效率。
25、本专利技术提供一种pacl改性钙钛矿太阳能电池，pacl改性钙钛矿太阳能电池在继承了传统钙钛矿太阳能电池高效率、低成本等优点的基础上，通过引入pac本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种PACl改性钙钛矿吸光层，其特征在于，包括(FA0.95MA0.05)0.95Cs0.05Pb(I0.95Br0.05)3钙钛矿材料和PACl钝化材料组成的钙钛矿前驱体溶液，将钙钛矿前驱体溶液旋涂、退火得到PACl改性钙钛矿吸光层。
2.根据权利要求1所述的一种PACl改性钙钛矿吸光层，其特征在于，PACl改性钙钛矿吸光层的总厚度为300nm~700nm。
3.根据权利要求1所述的一种PACl改性钙钛矿吸光层，其特征在于，按化学计量比配制浓度为1.5mol/L的所述钙钛矿溶液，所述钙钛矿溶液中PACl钝化材料的摩尔分数为5%~20%。
4.根据权利要求1所述的一种PACl改性钙钛矿吸光层，其特征在于，所述旋涂为：在介电层上以1500 rpm ~2000rpm转速旋涂10s钙钛矿前驱体溶液后，以5000rpm转速再旋涂40s，旋涂结束前10s快速滴加200μL氯苯，得到钙钛矿薄膜。
5.根据权利要求4所述的一种PACl改性钙钛矿吸光层，其特征在于，所述退火为将钙钛矿薄膜在100℃退火25min~30min。
6.一
7.根据权利要求6所述的一种PACl改性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述基底（1）为透明导电玻璃基底，透明导电玻璃为氧化铟锡；所述基底（1）的厚度为200nm~400nm；
8.权利要求6或7所述的一种PACl改性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，具体如下：
9.根据权利要求8所述的一种PACl改性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，
10.根据权利要求8或9所述的一种PACl改性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，钙钛矿前驱体溶液中包括(FA0.95MA0.05)0.95Cs0.05Pb(I0.95Br0.05)3钙钛矿材料和PACl钝化材料，按化学计量比配制浓度为1.5mol/L的所述钙钛矿溶液，所述钙钛矿溶液中PACl钝化材料的摩尔分数为5%~20%。
...【技术特征摘要】
1.一种pacl改性钙钛矿吸光层，其特征在于，包括(fa0.95ma0.05)0.95cs0.05pb(i0.95br0.05)3钙钛矿材料和pacl钝化材料组成的钙钛矿前驱体溶液，将钙钛矿前驱体溶液旋涂、退火得到pacl改性钙钛矿吸光层。
2.根据权利要求1所述的一种pacl改性钙钛矿吸光层，其特征在于，pacl改性钙钛矿吸光层的总厚度为300nm~700nm。
3.根据权利要求1所述的一种pacl改性钙钛矿吸光层，其特征在于，按化学计量比配制浓度为1.5mol/l的所述钙钛矿溶液，所述钙钛矿溶液中pacl钝化材料的摩尔分数为5%~20%。
4.根据权利要求1所述的一种pacl改性钙钛矿吸光层，其特征在于，所述旋涂为：在介电层上以1500 rpm ~2000rpm转速旋涂10s钙钛矿前驱体溶液后，以5000rpm转速再旋涂40s，旋涂结束前10s快速滴加200μl氯苯，得到钙钛矿薄膜。
5.根据权利要求4所述的一种pacl改性钙钛矿吸光层，其特征在于，所述退火为将钙钛矿薄膜在100℃退火25min~30min。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张迟，王兴涛，秦校军，石从波，赵志国，赵东明，夏渊，伏丰义，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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