[发明专利]一种利用界面钝化改善钙钛矿太阳能电池的方法

说明书

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种利用界面钝化改善钙钛矿太阳能电池的方法，将制得的钙钛矿多晶薄膜的基底冷却至室温后，转移至旋涂仪吸盘，在上表面滴加一定量的碘化铵或溴化铵溶液，迅速以3000‑7000rpm的速度旋转10‑60秒，从而制得界面钝化修饰层，在界面钝化修饰层表面组装一层空穴传输层材料；将电极蒸镀到上述基底上，本发明中的钙钛矿太阳能电池的界面层由卤化铵钝化修饰，卤化铵中的卤素离子能够钝化全无机钙钛矿多晶薄膜表面卤素离子空位缺陷，另一方面可以适当降低铅富集缺陷，从而钝化了钙钛矿表面的未配位的缺陷，降低了非辐射复合，其钝化工艺简单，钝化剂成本低廉，钝化效果明显，可以促进钙钛矿太阳能电池的商业化应用前景。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种利用界面钝化改善钙钛矿太阳能电池的方法。

背景技术

有机-无机铅卤化钙钛矿光伏器件的光电转化效率已经超过了25％，具有更加优异的带隙可调性，原料成本较低以及易加工等优势，可与晶硅太阳能电池相媲美。但是，有机-无机铅卤化钙钛矿太阳能电池不稳定，在高湿度、高温等环境下容易发生降解使得光电性能严重降低。其原因是材料中具有的挥发性的有机组分使得其光伏器件热稳定性较低，同时，质子化的甲胺离子容易在光照或者氧存在的条件下发生过氧化，在器件工作过程中，有机阳离子还容易发生电极化从而影响器件性能。

在全无机CsPbIxBr3-x钙钛矿中，缺陷的形成与有机-无机钙钛矿薄膜缺陷形成机制有所不同，Cs+和Pb2+作为无机组分，其热稳定性显著提高，铯基铅卤化(CsPIxBr3-x)钙钛矿的宽带隙适合结合低带隙的硅基等光伏材料制备串联叠层光伏器件。因此，铯基全无机钙钛矿CsPbIxBr3-x太阳能电池受到相关研究人员的广泛关注。但是，由于铅卤键能较低(Pb-I键能为142kJ mol-1)，导致在热退火成膜时薄膜更倾向于形成较多卤素空位缺陷或由此导致的Pb0等深能级缺陷，钙钛矿界面处空位缺陷会通过扩散引起晶体界面处其他阳离子或阴离子的迁移，导致钙钛矿多晶薄膜分解；同时大量的空位缺陷容易诱导界面发生电荷复合，影响光电器件中的载流子动力学过程，同时引起光电流迟滞效应，从而影响器件的光电性能及稳定性。

因此，如何降低全无机CsPbIxBr3-x钙钛矿界面缺陷密度，提供有效的界面钝化技术，从而提高全无机钙钛矿太阳能电池的光电转化效率和稳定性，是亟需解决的主要问题，。

因此，有必要提供一种利用界面钝化改善钙钛矿太阳能电池的方法解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种利用界面钝化改善钙钛矿太阳能电池的方法。

本发明提供的一种利用界面钝化改善钙钛矿太阳能电池的方法，其钙钛矿太阳能电池包含以下结构：透明导电基底\电子传输层\钙钛矿层\钝化修饰层\空穴传输层\电极层，具体方法步骤为：

S1、清洗透明导电基底并干燥，在其导电层表面旋涂一层电子传输层；

S2、按照适当配比配制钙钛矿前驱体，将其溶解于适当体积的溶剂A中，加热搅拌至澄清，得到钙钛矿前驱体溶液；将卤化铵盐干燥后，溶解于溶剂B中，搅拌至完全溶解，制得一定浓度的卤化铵盐溶液；

S3、将制得的具有电子传输层结构的导电基底经紫外臭氧处理15-30分钟；随后转移至旋涂仪吸盘，在其表面滴加一定量的钙钛矿前驱体溶液，溶液铺展开后以1500-3500rpm的转速旋涂20-100秒；旋涂结束后迅速将基底转移至35-65℃的热台表面退火60-120秒，然后至于120-180℃的热台上退火3-20分钟；

S4、将制得的钙钛矿多晶薄膜的基底冷却至室温后，转移至旋涂仪吸盘，在上表面滴加一定量的碘化铵或溴化铵溶液，迅速以3000-7000rpm的速度旋转10-60秒，从而制得界面钝化修饰层；

S5、在界面钝化修饰层表面组装一层空穴传输层材料；

S6、将电极蒸镀到上述基底上。