[发明专利]一种提高钙钛矿太阳电池环境稳定性的界面修饰方法

说明书

本发明提供了一种提高钙钛矿太阳电池环境稳定性的界面修饰方法，包括如下步骤：清洗ITO导电玻璃基底；在ITO导电玻璃基底上制备SnO₂电子传输层；配制钙钛矿前驱液；将钙钛矿前驱液通过旋涂法制备在电子传输层上，然后退火，制得钙钛矿吸光层；将十六烷基三甲基铵六氟磷酸盐溶解于异丙醇溶液，配制界面修饰剂前驱液；将界面修饰剂前驱液旋涂在钙钛矿薄膜表面，然后进行退火；在钙钛矿薄膜上制备空穴传输层；在空穴传输层上蒸镀电极。本发明通过引入拟卤素分子和具有超强疏水性的长链有机阳离子进行界面修饰，可有效降低钙钛矿薄膜的表面缺陷，提升薄膜表面疏水性，从而增强钙钛矿太阳电池的稳定性和效率。

技术领域

本发明涉及太阳电池领域，尤其涉及一种提高钙钛矿太阳电池环境稳定性的界面修饰方法。

背景技术

利用光伏技术实现发电是目前获取能源的重要方式之一。随着人类社会发展对能源的消耗需求以及对生态环境的保护意识不断增强，传统的化石能源将不能满足人类发展的需求和对环保的要求。因此，具有可再生无污染的太阳能将会在整个能源结构中占据越来越大比重。尤其是在双碳目标主导下，利用太阳能进行发电，无疑是一种有效降低碳排放的途径。研发高效稳定低成本的太阳电池是发展光伏产业的基础。

钙钛矿太阳电池具有低加工成本、光吸收系数高、光电转换效率高、结构简单等优点，受到科研人员的广泛关注和研究。在短短12年多时间里，钙钛矿电池的效率已经从最初的3.8％提高到25.7％，达到了和商业化硅太阳电池相媲美的程度。然而，钙钛矿太阳电池商业化应用主要面临使用寿命的挑战。因此，继续开发探索提升钙钛矿太阳电池的稳定性的方法是当下最大的挑战。

界面修饰是改善钙钛矿太阳电池性能的最简单的方法之一，采用界面修饰的方法来提高钙钛矿太阳电池的稳定性仍然十分必要，对未来的发展具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种提高钙钛矿太阳电池环境稳定性的界面修饰方法，该方法引入拟卤素分子和具有超强疏水性的长链有机阳离子进行界面修饰，可以有效的降低钙钛矿薄膜的表面缺陷，提升薄膜表面疏水性，从而增强钙钛矿太阳电池的稳定性和效率。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种提高钙钛矿太阳电池环境稳定性的界面修饰方法，包括如下步骤：

(1)清洗ITO导电玻璃基底；

(2)在ITO导电玻璃基底上制备SnO₂电子传输层；

(3)采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)作为混合溶剂来配制钙钛矿前驱液；

(4)将步骤(3)配制好的钙钛矿前驱液通过旋涂法制备在步骤(2)完成的电子传输层上，然后进行150℃退火15min，制得钙钛矿吸光层；

(5)将十六烷基三甲基铵六氟磷酸盐溶解于异丙醇溶液，配制界面修饰剂前驱液；

(6)将步骤(5)配制的界面修饰剂前驱液旋涂在步骤(4)制得的钙钛矿薄膜表面，然后进行100℃退火5min；

(7)在完成步骤(6)后的钙钛矿薄膜上制备空穴传输层；

(8)在空穴传输层上蒸镀电极。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，清洗ITO导电玻璃的方法为：将ITO玻璃放入含有洗涤剂的自来水中超声15min，然后依次采用丙酮、乙醇、超纯水分别超声15min，最后取出采用电吹风吹干或烘箱烘干。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(2)中，在ITO导电玻璃上制备SnO₂电子传输层的方法为旋涂法，且所使用的SnO₂前驱液具体由含15％SnO₂的胶体水溶液与超纯水按体积比1：6配置而成。