[发明专利]一种提升钙钛矿太阳能电池界面钝化效果的预处理方法

说明书

本发明公开了一种提升钙钛矿太阳能电池界面钝化效果的预处理方法，主要步骤是在制备钙钛矿太阳能电池过程中，将所制备的钙钛矿吸光层薄膜置于臭氧气氛中进行预处理，然后在处理后的薄膜上制备相应的钝化层；臭氧预处理方法是：(1)将制备的钙钛矿吸光层放置在密闭环境中，通入臭氧与钙钛矿吸收层表面进行反应；或者(2)将制备的钙钛矿吸光层放置在UV‑Osubgt;3/subgt;清洗机中进行紫外臭氧处理。通过该预处理方法能够将钙钛矿薄膜表面的缺陷进行同质化转化，有效增强相应的缺陷钝化层钝化效果，同时能够赋予薄膜更强的湿度耐受能力，同时提高器件的性能和稳定性。该预处理方法对于正型(n‑i‑p)和反型(p‑i‑n)的钙钛矿太阳能电池的制备均适用。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是一种提升钙钛矿太阳能电池界面钝化效果的预处理方法。

背景技术

太阳能作为一种自然能源，以其储量丰富且无污染性显示了其独特的优势，已被国际公认为未来最具竞争性的能源之一。而作为第三代太阳能电池的钙钛矿太阳能电池，具有制备简单、成本低、光电转化效率高等优点，因此具有广阔的运用前景。

但是，钙钛矿太阳能电池具有一个致命的缺点，就是稳定性不够，热稳定性和湿稳定性均较差。在这种情况下研究人员开发了一系列的措施，以提高其稳定性，主流措施有添加剂工程、溶剂工程、界面修饰工程等。其中界面修饰工程因其特有作用，如钝化界面、优化能级匹配等优点，可以显著提高器件的稳定性和效率，得到了研究人员的广泛注意。但是在界面修饰工程中，由于钙钛矿层中的缺陷较为复杂，往往会导致单一的修饰层无法很好地钝化复杂的钙钛矿层。

发明内容

本发明的目的是针对上述的界面修饰工程中，由于钙钛矿层中的缺陷较为复杂，往往会导致单一的修饰层无法很好地钝化复杂的钙钛矿层的问题，提供一种提升钙钛矿太阳能电池界面钝化效果的预处理方法，用以改善钙钛矿层复杂缺陷的问题，从而为钙钛矿太阳能电池商用化提供一种方案。

本发明提供的提升钙钛矿太阳能电池界面钝化效果的预处理方法，具体操作是：在制备钙钛矿太阳能电池过程中，对钙钛矿吸光层进行臭氧处理，然后在钙钛矿层上制备钝化层。

所述臭氧处理的方法可以选择以下两种之一：

第一种：将制备的钙钛矿吸光层放置在密闭环境中，通入臭氧，用以处理钙钛矿吸收层表面。优选的是，将钙钛矿吸光层放置在密闭箱体内，对箱体内抽负压至负0.8MPa，然后向密闭箱体内通入臭氧气体，使箱体气压增至负0.02MPa，计时90s后，取出样品，得到臭氧处理的钛矿吸光层。臭氧处理过程，保持臭氧处理环境的相对湿度低于45％。

第二种：将制备的钙钛矿吸光层放置在UV-O₃清洗机中进行紫外臭氧处理。优选的是，将钙钛矿吸光层放置于能同时发射波长254nm和185nm的UV-O₃清洗机中，关好盖子，开启开关，计时处理20-60s，取出样品，得到臭氧处理的钛矿吸光层。臭氧处理过程，保持臭氧处理环境的相对湿度低于45％。

所述钙钛矿吸光层为ABX₃型钙钛矿型化合物，A为阳离子FA⁺、MA⁺、Cs⁺，B为二价阳离子Pb²⁺、Sn²⁺，X为一价阴离子Cl^-、Br^-、I^-、SCN^-。

所述钝化层材料为苯乙基碘化铵(PEAI)、苯丙基碘化铵(PPAI)、苯丁基碘化铵(PBAI)、碘化异丁基、3-苯基-2-丙烯-1-碘化胺、正己基三甲基溴化铵、三苯基氧化膦、四异丙基亚甲基二膦酸酯、三(五氟苯基)膦中的一种。

本发明还提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其步骤包括上述的预处理方法。具体步骤如下：