一种有机小分子化合物界面修饰的钙钛矿薄膜、其制备方法及太阳能电池

技术领域

本发明属于太阳能电池的制备技术领域，具体涉及一种有机小分子化合物界面修饰的钙钛矿光吸收层的制备方法，尤其涉及钙钛矿太阳能电池光吸收层/空穴传输层的界面工程。

背景技术

太阳能是一种优良的新型可再生能源。太阳能具有分布广泛、取之不尽、用之不竭、易于获得、污染小、可持续发展的特点，被认为在未来将有望替代传统化石能源，缓解严重的能源危机以及环境污染问题，在促进人类社会能源结构的转型，实现人类社会的可持续发展方面具有很大潜力。太阳能电池能够直接将太阳能转化为电能，实现太阳能的有效利用，成为近年来备受关注的新能源转换技术。自从20世纪50年代太阳能电池面世以来，目前的太阳能电池可以分为三代：以晶硅太阳能电池为代表的第一代太阳能电池，以碲化镉(CdTe)和铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池为代表的一系列第二代太阳能电池，以染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池等为代表的第三代太阳能电池。目前，钙钛矿太阳能电池的最高光电转换效率已达到25.5％。钙钛矿太阳能电池以其光电转换效率高、制备方法简单多样、制备成本相对较低、应用范围广泛等优点而备受关注，具有广阔的发展前景。CH

发明内容

本发明的目的是提供一种有机小分子化合物表面修饰的钙钛矿薄膜、其制备方法及太阳能电池，可改善钙钛矿薄膜的质量且提高钙钛矿太阳能电池性能，该方法的核心是一种有机小分子化合物表面修饰以SnO

本发明的技术方案为：

一种有机小分子化合物表面修饰的钙钛矿薄膜，所述薄膜是以平面结构SnO

其制备方法包括：

(1)将导电玻璃分别用丙酮、无水乙醇、去离子水超声处理，烘干并紫外臭氧处理后，将SnO

(2)在导电玻璃/SnO

(3)将苯乙酮溶于异丙醇中，在室温条件下搅拌至完全溶解，获得苯乙酮溶液；将苯乙酮溶液旋涂在步骤(2)制备的导电玻璃/SnO

上述技术方案中，所述的苯乙酮溶液的质量浓度为2～10mg/mL。

进一步的，步骤(3)所述的苯乙酮溶液旋涂的速度为2000～5000rpm，旋涂时间为20～40s。

进一步的，步骤(3)中退火温度为90～120℃，退火时间是1～3min。

进一步的，步骤(1)所述的SnO

进一步的，所述的两步法制备CH

1)称PbI

2)称取甲基碘化铵溶于异丙醇中，搅拌至完全溶解，获得质量浓度为5～10mg/mL的甲基碘化铵溶液。将得到的导电玻璃/SnO

进一步的，步骤1)中PbI

一种钙钛矿太阳能电池，是在上述方法制得的导电玻璃/SnO

根据本发明的一种具体实例，本发明的一种太阳能电池的制备方法可以包括以下步骤：

(1)将FTO导电玻璃分别用丙酮、无水乙醇、去离子水超声处理20min，在真空干燥箱中烘干，然后在紫外臭氧清洗机中处理30min。将体积为100～200μL，质量百分比浓度为1wt％～5wt％的SnO

(2)称适量PbI

(3)将适量的苯乙酮液体溶于一定体积的异丙醇中，在20～30℃条件下使用磁力搅拌器搅拌20～60min至完全溶解，获得浓度为2～10mg/mL的苯乙酮溶液。用移液枪移取体积为100～200μL苯乙酮溶液旋涂在步骤(2)制备的FTO/SnO

(4)将50μL的spiro-OMeTAD钴基旋涂液旋涂于步骤(3)制备的FTO/SnO

(5)在高真空(5×10

本发明步骤(2)中，所述的苯乙酮,Standard for GC，≥99.5％(GC)。

上述的FTO导电玻璃的规格为20mm*25mm,方块电阻为14Ω，透光率≥90％。

CH

本发明的有益效果是：

本发明将苯乙酮旋涂在CH

附图说明

图1为钙钛矿薄膜的场发射扫描电镜图：(a)未修饰的CH

图2为未修饰的CH

图3为未修饰的CH

图4为未修饰的CH

图5为未修饰的CH

图6为未修饰和苯乙酮修饰的钙钛矿太阳能电池分别在空气条件下放置0-42天的效率变化图。

图7为未修饰和苯乙酮修饰的钙钛矿太阳能电池的J-V特性曲线图。

图8为未修饰和苯乙酮修饰的钙钛矿太阳能电池的单色光转换效率(IPCE)图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行具体说明。

实施例1

(1)将FTO导电玻璃分别用丙酮、无水乙醇、去离子水超声处理20min，随后在真空干燥箱中烘干，然后在紫外臭氧清洗机中处理30min。将体积120μL，质量百分比浓度为1.5wt％的SnO

(2)将适量PbI

(3)将适量苯乙酮溶于一定体积异丙醇中，在25℃条件下磁力搅拌25min至完全溶解，配置质量浓度为4mg/mL的苯乙酮溶液。取体积为120μL的苯乙酮溶液旋涂在FTO/SnO

(4)将50μL的spiro-OMeTAD钴基旋涂液旋涂于步骤(3)制备的FTO/SnO

(5)在高真空(5×10

下面结合附图对本发明进行具体说明：

附图1为未修饰的CH

附图2为未修饰的CH

附图3为未修饰的CH

附图4为未修饰的CH

附图5为未修饰的CH

附图6为未修饰的CH

附图7为未修饰的CH

表1钙钛矿太阳能电池光伏参数

附图8为未修饰的CH

本发明通过苯乙酮修饰CH

实施例2

(1)将FTO导电玻璃分别用丙酮、无水乙醇、去离子水超声处理20min，随后在真空干燥箱中烘干，然后在紫外臭氧清洗机中处理30min。将体积200μL，质量百分比浓度为4wt％的SnO

(3)将适量苯乙酮溶于一定体积异丙醇中，在30℃磁力搅拌45min至完全溶解，配置质量浓度为8mg/mL的苯乙酮溶液。取体积为180μL的苯乙酮溶液旋涂在FTO/SnO

(4)将50μL的spiro-OMeTAD钴基旋涂液旋涂于步骤(3)制备的FTO/SnO

(5)在高真空(5×10