【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新型光伏材料制备领域，尤其涉及一种基于有机小分子丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、随着化石能源的枯竭与污染，新型光伏器件引起了人们广泛的注意，钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的光伏技术由于其优异的光伏性能和较低的制造成本赋予钙钛矿太阳能电池(psc)广阔的应用前景。自2009年到如今钙钛矿电池的效率也从3.2％提升到26.7％，这种效率的提高可归因于钙钛矿材料的出色性能，如高光吸收系数、长电荷扩散长度和可调带隙等。由于pb2+离子属于一种路易斯酸，部分研究者提出利用路易斯碱与其结合进行界面修饰，如cn202310550631.x公开了有机化合物修饰的反式钙钛矿太阳能电池及其制备方法，采用1-氨基-1h-咪唑-2(3h)-硫酮或2-氨基-5-甲基-1,3,4-噻二唑路易斯碱有机化合物进行界面修饰，并通过控制钙钛矿层退火处理的时间和温度控制钙钛矿晶体的结晶速度和大小，从而改善钙钛矿薄膜的电荷传输性能的作用。虽然一定程度的改善了其光伏性能，但还存在一些挑战阻碍着钙钛矿电池的实际应用，比如psc在使用过程中经常会遇到恶劣的天气，雨水和高温都会破坏psc，最为担忧的是钙钛矿中水溶性重金属铅离子(pb2+)的泄露对生态系统造成污染，值得注意，铅离子一旦进入人体会对组织和神经系统造成损伤。因此，本质问题还是在确保其光电转化效率的基础上，存在水溶性铅离子泄露导致其性能稳定性有限的问题。因此有必要研发出一种基于有机小分子丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，对于太阳能电池的光电转换效率的提
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池，解决铅离子泄露导致其性能稳定性较差的问题。
2、本专利技术一方面采用一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池，包括依次层叠的氟化导电玻璃基板、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极，其中钙钛矿吸光层经过含有丙烯酸五氟苯酚酯、偶氮二异丁腈和反溶剂组成的改性溶液涂覆并退火处理。
3、优选地，改性溶液中烯酸五氟苯酚酯浓度为3mg/ml。
4、优选地，反溶剂为氯苯、异丙醇和乙酸乙酯中的一种。
5、本专利技术另一方面提供一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6、(1)氟化导电玻璃基板的制备：取fto玻璃基板依次用洗涤剂、去离子水、丙酮和异丙醇清洗，后干燥并用臭氧处理获得；
7、(2)电子传输层的制备：取sno2前驱体溶液在fto玻璃基板上涂覆并退火获得；
8、(3)钙钛矿吸光层：取卤化铅、甲脒氢碘酸盐和甲基溴化胺配制而成的钙钛矿前驱体溶液在电子传输层上旋涂沉积，再以丙烯酸五氟苯酚酯、偶氮二异丁腈和反溶剂配制的改性溶液滴入进行旋涂沉积，形成钙钛矿吸光层；
9、(4)空穴传输层：取2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴溶液沉积在钙钛矿吸光层上获得空穴传输层。
10、(5)金属电极：蒸镀厚度为80-100nm au电极。
11、优选地，卤化铅包括碘化铅和溴化铅的至少一种。
12、优选地，步骤(3)具体为：称量548.6mg碘化铅、77.07mg溴化铅、190.12mg甲脒氢碘酸盐和21.84mg甲基溴化胺溶解于dmf/dmso制备前驱体溶液，后加入34μl浓度为519mg/mlcsi溶液搅拌2h后获得钙钛矿前驱体溶液，取60μl钙钛矿前驱体溶液在sno2薄膜上进行两步涂覆，第一步以2200rpm/min的速度旋转涂覆10s，第二步以4500rpm/min的速度涂覆45s，在第二步旋转包覆结束前15s，取200μl由3mg丙烯酸五氟苯酚酯、0.15mg偶氮二异丁腈和1ml氯苯配制的改性溶液滴加在薄膜上，在110℃下退火60min获得钙钛矿吸光层。
13、优选地，步骤(3)具体为：将1.5mmol pbi2、1.5mmol甲脒氢碘酸盐和0.525mmol甲基氯化胺溶于dmf:dmso的混合溶液中获得钙钛矿前驱体溶液，后取60μl钙钛矿前驱体溶液在sno2薄膜上进行两步涂覆，第一步以2200rpm/min的速度旋转涂覆10s，第二步以4500rpm/min的速度涂覆45s，在第二步的最后10s，取200μl由3mg丙烯酸五氟苯酚酯、0.15mg偶氮二异丁腈和1ml氯苯配制的改性溶液旋涂滴加在薄膜上，先在150℃下退火10min，后在100℃下再退火10min获得钙矿钛吸光层。
14、采用本专利技术制备的基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰钙钛矿太阳能电池的制备方法，工艺简单，在热处理过程中利用丙烯酸五氟苯酚酯与偶氮二异丁腈引发剂共同作用发生原位自聚合，不仅形成的聚合物薄膜钝化了钙钛矿的缺陷，提高了钙钛矿薄膜的质量，有效减少了载流子非辐射复合，同时也促进了载流子的萃取和传输，从而提高其光电转化效率(从19.32％提升至22.73％；从21.19％提升至24.53％)；而且形成包裹在钙钛矿晶界上的聚合交联网络，在钙钛矿结晶生长过程中，分子中的c＝o与未配位的pb2+结合，有效的防止铅离子的泄漏(铅泄露抑制率高达85％)。
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1.一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池，包括依次层叠的氟化导电玻璃基板、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极，其特征在于，所述钙钛矿吸光层经过含有丙烯酸五氟苯酚酯、偶氮二异丁腈和反溶剂组成的改性溶液涂覆并退火处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述改性溶液中烯酸五氟苯酚酯浓度为3mg/mL。
3.根据权利要求1所述的一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述反溶剂为氯苯、异丙醇和乙酸乙酯中的一种。
4.一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述卤化铅包括碘化铅和溴化铅的至少一种。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：称量548.6mg碘化铅、77.07mg溴化铅、190.12mg甲脒氢碘酸盐和21.84mg甲基溴化胺溶解于DMF/DMSO制备前驱体溶液，后加入34
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为将1.5mmol PbI2、1.5mmol甲脒氢碘酸盐和0.525mmol甲基氯化胺溶于DMF:DMSO的混合溶液中获得钙钛矿前驱体溶液，后取60μL钙钛矿前驱体溶液在SnO2薄膜上进行两步涂覆，第一步以2200rpm/min的速度旋转涂覆10s，第二步以4500rpm/min的速度涂覆45s，在第二步的最后10s，取200μL由3mg丙烯酸五氟苯酚酯、0.15mg偶氮二异丁腈和1mL氯苯配制的改性溶液旋涂滴加在薄膜上，先在150℃下退火10min，后在100℃下再退火10min获得钙矿钛吸光层。
...【技术特征摘要】
1.一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池，包括依次层叠的氟化导电玻璃基板、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极，其特征在于，所述钙钛矿吸光层经过含有丙烯酸五氟苯酚酯、偶氮二异丁腈和反溶剂组成的改性溶液涂覆并退火处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述改性溶液中烯酸五氟苯酚酯浓度为3mg/ml。
3.根据权利要求1所述的一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述反溶剂为氯苯、异丙醇和乙酸乙酯中的一种。
4.一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于丙烯酸五氟苯酚酯修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述卤化铅包括碘化铅和溴化铅的至少一种。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：称量548.6mg碘化铅、77.07mg溴化铅、190.12mg甲脒氢碘酸盐和21.84mg甲基溴化胺溶解于dmf/dmso制备前驱体溶液，后加入...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，郝稳定，刘涛，杨文斌，杜诗通，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：
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