[发明专利]一种NH4

说明书

本发明公开了一种NHsubgt;4/subgt;NOsubgt;3/subgt;界面修饰的钙钛矿太阳能电池，结构包括自下而上依次设置的透明导电衬底、底部电荷传输层、钙钛矿光吸收层、NHsubgt;4/subgt;NOsubgt;3/subgt;疏水修饰层、顶部电荷传输层和背电极层。NHsubgt;4/subgt;NOsubgt;3/subgt;疏水修饰层的制备采用以下三种方法之一：方法(1)在钙钛矿光吸收层表面滴加NHsubgt;4/subgt;NOsubgt;3/subgt;的异丙醇溶液后高速旋转，制备均匀薄膜；方法(2)将钙钛矿光吸收层浸泡在NHsubgt;4/subgt;NOsubgt;3/subgt;的异丙醇溶液,在表面形成均匀自组装薄膜；方法(3)浸渍提拉法。本发明采用的NHsubgt;4/subgt;NOsubgt;3/subgt;能够通过硝酸根和铵根官能团与钙钛矿材料的相互作用，形成疏水修饰层，有效增强钙钛矿薄膜与器件在潮湿环境中的稳定性；该修饰层也能够钝化钙钛矿薄膜的表面缺陷，有效减少界面非辐射复合，显著提升钙钛矿太阳能电池的光伏性能。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其是一种NH₄NO₃界面修饰的钙钛矿太阳能电池。

背景技术

随着环境污染问题的日益严重和石油煤炭天然气等不可再生能源储量的减少，新能源开发及应用受到当今国际社会重点关注。太阳能作为污染最小、应用场景最广阔的清洁能源，被认为是最具发展潜力的清洁能源，是能源结构优化的重要方向。其中钙钛矿太阳能电池具有低成本、低激子结合能、高光吸收系数、平衡的载流子迁移率、较长的光诱导载流子寿命以及可调节的能带带隙等诸多优点，在短时间内其能量转换效率从3.8％提升至25.5％，在光电领域具有巨大的潜力和非常光明的产业化前景，有望取代硅基电池进行大面积并网发电和分布式发电。

尽管钙钛矿太阳能电池的能量转换效率取得巨大的进展，但钙钛矿在快速结晶和高温退火的过程中会在薄膜表面和晶界上产生大量缺陷，除此之外，钙钛矿太阳能电池稳定性较差仍是亟需解决的问题。界面修饰作为常用的改性方法，可以有效钝化缺陷，通过抑制钙钛矿材料降解或形成疏水性保护层来提高稳定性。然而目前界面修饰材料常采用有机材料，成本较高不利于推广，而且常用的旋涂法不利于产业化生产。为了更进一步推进钙钛矿太阳能电池的开发及应用，有必要开发出一种适应性高、成本低、工艺简单的界面修饰策略以有效提高钙钛矿太阳能电池的性能及稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种NH₄NO₃界面修饰的钙钛矿太阳能电池。

本发明提供的NH₄NO₃界面修饰的钙钛矿太阳能电池，其结构包括自下而上依次叠加设置的透明导电衬底、底部电荷传输层、钙钛矿光吸收层、NH₄NO₃疏水修饰层、顶部电荷传输层和金属背电极层。所述NH₄NO₃疏水修饰层用于修饰钙钛矿光吸收层和顶部电荷传输层之间的界面。

所述NH₄NO₃疏水修饰层的制备采用以下三种方法之一：方法(1)旋涂法：在钙钛矿光吸收层表面滴加NH₄NO₃的异丙醇溶液后高速旋转，制备均匀薄膜；方法(2)化学浴法：将钙钛矿光吸收层浸泡在NH₄NO₃的异丙醇溶液一段时间，使其表面形成均匀自组装薄膜；方法(3)浸渍提拉法：将钙钛矿光吸收层浸入NH₄NO₃的异丙醇溶液中，然后以精确控制的均匀速度将其平稳地从溶液中提拉出来，形成均匀薄膜。

作为一种优选，NH₄NO₃疏水修饰层的制备方法是：将NH₄NO₃溶于异丙醇溶液中，室温搅拌12h后过滤，取滤液滴加到钙钛矿光吸收层上，以转速5000rpm，2000rpm/s的加速度旋涂30s，制得疏水修饰层。