[发明专利]空穴传输层及其制备方法、太阳能电池及其制备方法

说明书

本公开提供一种空穴传输层及其制备方法、太阳能电池及其制备方法，其中，空穴传输层的制备方法包括：S1，将2，2′，7，7′‑四[N，N‑二(4‑甲氧基苯基)氨基]‑9，9′‑螺二芴溶解于有机溶剂中，得到Spiro溶液；S2，向Spiro溶液中加入碘单质，碘单质有利于加速生成p型的被氧化的自由基态Spirosupgt;·+/supgt;；S3，将S2所得的混合溶液进行旋涂，置于干燥柜中使之进行快速氧化，得到Spiro空穴传输层。本公开利用碘单质掺杂Spiro空穴传输层，大幅提高了其氧化速率，缩短了正型钙钛矿太阳能电池的制备周期，减少了器件的电学迟滞效应，同时还提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性。

技术领域

本公开涉及钙钛矿太阳能电池技术领域，具体涉及一种快速氧化Spiro空穴传输层及其制备方法、钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池自2009年发明，由于其制备成本低廉，沉积方法简单，光电效率高等一系列优势，其发展十分迅速。目前，钙钛矿太阳能电池的最高效率已经达25％以上，已经成为新一代光伏中最有可能商业化的技术。对于实现超高效率的钙钛矿太阳能电池，空穴传输材料2，2′，7，7′-四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺二芴(简称为Spiro)起到了重要作用。但是Spiro材料由于本身的较低载流子浓度和空穴迁移率，故需要通过氧化剂氧化Spiro以获得p型自掺杂的自由基态的Spiro^·+。传统的双三氟甲磺酰亚胺锂(简称为LiTFSI)掺杂则需要Spiro薄膜在水和氧气作用下长时间氧化8～24小时才能具备较高的电导率和空穴抽取能力。这种Spiro长时间和水氧接触的氧化方式会极大增加下层钙钛矿薄膜的分解风险，同时也增大了钙钛矿太阳能电池的制备周期和时间成本。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本公开提供了一种快速氧化Spiro空穴传输层及其制备方法、钙钛矿太阳能电池及其制备方法，用于解决传统Spiro空穴传输层氧化时间长、根据其制备的钙钛矿太阳能电池的稳定性差等技术问题。

(二)技术方案

本公开的第一个方面，提供了一种快速氧化Spiro空穴传输层的制备方法，包括：S1，将2，2′，7，7′-四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺二芴溶解于有机溶剂中，得到Spiro溶液；S2，向Spiro溶液中加入碘单质，碘单质有利于加速生成p型的被氧化的自由基态Spiro^·+；S3，将S2所得的混合溶液进行旋涂，置于干燥柜中使之进行快速氧化，得到Spiro空穴传输层。

根据本公开的实施例，S1中有机溶剂包括氯苯、甲苯中的一种。

根据本公开的实施例，S1中Spiro溶液的浓度范围为72.3～90.0mg/mL。

根据本公开的实施例，S2所得的混合溶液中碘单质掺杂的浓度范围为7～14mol％。

根据本公开的实施例，S3中干燥柜的温度范围为20～25℃，湿度＜1％；S3中快速氧化的时间为4～5小时。

本公开的第二个方面，提供了一种快速氧化Spiro空穴传输层，包括：2，2′，7，7′-四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺二芴；碘单质；其中，碘单质与2，2′，7，7′-四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺二芴通过氧化反应生成p型的被氧化的自由基态Spiro^·+，有利于进行快速氧化步骤。