本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种钙钛矿光敏层及其制备方法、钙钛矿电池。
背景技术：
钙钛矿电池以其优异的光电性能，成为研究的热点。钙钛矿电池一般包括第一电极、空穴传输层、钙钛矿光敏层、电子传输层、以及第二电极。钙钛矿光敏层是钙钛矿电池的核心层。
但是，目前由于钙钛矿光敏层的性能不足，导致钙钛矿电池的光电转换效率以及稳定性较差。
技术实现要素：
基于此，有必要针对现有的钙钛矿电池光电转换效率以及稳定性较差的缺点，提供一种可以提高光电转换效果以及稳定性的钙钛矿光敏层的制备方法。
一种钙钛矿光敏层的制备方法，包括如下步骤：
提供钙钛矿层；
将所述钙钛矿层的表面与处理液接触，然后在90℃～110℃下加热10min～30min；
所述处理液中含有表面处理剂，所述表面处理剂的结构通式如下：
其中，n为1～5。
上述钙钛矿光敏层的制备方法，制备得到的钙钛矿光敏层性能较优，进而可以使钙钛矿电池的填充因子提高，进而提高了光电转换效率，同时还提高了钙钛矿电池的稳定性。
在其中一个实施例中，所述n为3。
在其中一个实施例中，所述表面处理剂的浓度为0.01mg/ml～1mg/ml。
在其中一个实施例中，所述钙钛矿层的表面与处理液接触的方式为旋涂或浸渍。
在其中一个实施例中，当所述钙钛矿层的表面与处理液接触的方式为旋涂时，旋涂的转速为2500r/min～5000r/min，旋涂的时间为30s～60s。
在其中一个实施例中，当所述钙钛矿层的表面与处理液接触的方式为旋涂时，还包括在旋涂之后，浸入异丙醇中5s～60s。
在其中一个实施例中，当所述钙钛矿层的表面与处理液接触的方式为浸渍时，所述浸渍的时间为2s～10s。
在其中一个实施例中，所述处理液中的溶剂为异丙醇。
本发明还提供了一种钙钛矿光敏层。
一种钙钛矿光敏层，所述钙钛矿光敏层通过本发明所提供的制备方法获得。
上述钙钛矿光敏层，由于采用本发明所提供的制备方法获得，故而制得的钙钛矿电池的填充因子提高，进而提高了光电转换效率，同时还提高了钙钛矿电池的稳定性。
本发明还提供了一种钙钛矿电池。
一种钙钛矿电池，包括本发明所提供的钙钛矿光敏层。
上述钙钛矿电池，由于采用本发明所提供的钙钛矿光敏层，故而提高填充因子，进而提高了光电转换效率，同时还提高了钙钛矿电池的稳定性。
附图说明
图1为钙钛矿电池的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种钙钛矿光敏层的制备方法，包括如下步骤：
s1、提供钙钛矿层。
s2、将钙钛矿层的表面与处理液接触，然后在90℃～110℃下加热10min～30min。
其中，在步骤s1中，钙钛矿层具有abx3型的结构，钙钛矿层的晶体结构可以是立方晶格、棱面体结构(三方晶系)、亦或正交结构。
优选地，abx3型的结构中的a代表ch3nh3+(ma)、nh2ch＝nh2+(fa)、cs、或rb中的一种或几种；b代表pb、或sn中的一种或几种；x代表卤素或拟卤素；卤素选自cl、br或i；拟卤素选自cn、硫氰根(scn)、氧氰根(ocn)、或硒氰根(secn)等。
更优选地，钙钛矿层中的化合物的通式为maxfa1-xpbi3-abra、maxfa1-xpbi3-bclb、或maxfa1-xpbbr3-cclc；其中，x取值0～1，a、b、c均取值0～3。
钙钛矿层的制备方法，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的制备方法，在此不再赘述。
其中，在步骤s2中，处理液中含有表面处理剂，该表面处理剂的结构通式如下：
其中，n为1～5。
优选地，n为3。也就是说，此时表面处理剂为碘代丁胺，其结构式为ch3-ch2-ch2-ch2-nh3i。
优选地，处理液中的溶剂为异丙醇。当然，可以理解的是，处理液中的溶剂并不局限于异丙醇，能够溶解表面处理剂且不会破坏钙钛矿层的其它溶剂亦可以使用；例如正丁醇。
优选地，表面处理剂的浓度为0.01mg/ml～1mg/ml。这样既可以使反应的厚度不至于太厚，若反应太厚，会影响光电性能；又可以避免反应不充分的问题。在一优选实施方式中，钙钛矿层的表面与处理液接触的方式为旋涂。也就是说，将处理液旋涂于钙钛矿层的表面上。采用旋涂方式，易形成薄膜，且得到的薄膜较薄且平整。
优选地，旋涂的转速为2500r/min～5000r/min，旋涂的时间为30s～60s。
优选地，在步骤s2中，还包括在旋涂之后，将旋涂有处理液的钙钛矿层浸入异丙醇中5s～60s。这样可以去除多余的表面处理剂。
在另一优选实施方式中，钙钛矿层的表面与处理液接触的方式为浸渍。也就是说，将钙钛矿层的表面浸渍于处理液中。这样可以使反应更充分。
优选地，浸渍的时间为2s～10s。
在接触完毕之后，在100℃下加热10min～30min。此时，钙钛矿层表面薄薄的一层的性质反生转变。
上述钙钛矿光敏层的制备方法，钙钛矿层的大部分保持原来的钙钛矿层性质，钙钛矿层表面薄薄的一层的性质反生了转变，进而使制备得到的钙钛矿光敏层性能较优，进而可以使钙钛矿电池的填充因子提高，进而提高了光电转换效率，同时还提高了钙钛矿电池的稳定性。
本发明还提供了一种钙钛矿光敏层。
一种钙钛矿光敏层，所述钙钛矿光敏层通过本发明所提供的制备方法获得。
上述钙钛矿光敏层，由于采用本发明所提供的制备方法获得，故而制得的钙钛矿电池的填充因子提高，进而提高了光电转换效率，同时还提高了钙钛矿电池的稳定性。
本发明还提供了一种钙钛矿电池。
一种钙钛矿电池，包括本发明所提供的钙钛矿光敏层。
参见图1，钙钛矿太阳能电池100除了钙钛矿光敏层110，还包括位于钙钛矿光敏层110一侧的空穴传输层121、第一电极131，以及位于钙钛矿光敏层110另一侧的电子传输层122、第二电极132。
其中，钙钛矿光敏层110为钙钛矿太阳能电池100的核心部件层，其主要作用是，吸收光能并产生空穴和电子。
优选地，钙钛矿光敏层110的厚度为300nm～1000nm。这样可以进一步提高钙钛矿太阳能电池100的性能。
其中，空穴传输层121位于钙钛矿光敏层110的一侧，其主要作用是，是将钙钛矿光敏层110产生的空穴分离并传输导出。
空穴传输层121可以是有机空穴传输材料层，亦可以是无机空穴传输材料层。具体地，当空穴传输层121是有机空穴传输材料层时，空穴传输层121优选为spiro-ometad层、nio层，pedot:pss层、p3ht层、ptaa层、或pcdtbt层。其中，spiro-ometad代表2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴。当空穴传输层121是无机空穴传输材料层时，空穴传输层121优选为非化学计量比的氧化镍层、cui层、或cuscn层。
优选地，空穴传输层121的厚度为300nm～600nm。这样既可以保证成膜质量，减少空穴传输层121的缺陷；又可以确保内部的串联电阻较低，有利于短路电流提高。
其中，电子传输层122位于钙钛矿光敏层110的另一侧，其主要作用是，是将钙钛矿光敏层110产生的电子分离并传输导出。
电子传输层122可以是有机电子传输材料层，亦可以是无机电子传输材料层。具体地，当电子传输层122是有机电子传输材料层时，电子传输层122优选为富勒烯层(c60层)、p3ht层、pcbm层。当电子传输层122是无机电子传输材料层时，电子传输层122优选为二氧化钛致密层、二氧化锌致密层、或二氧化锡致密层。
优选地，电子传输层122的厚度为10nm～50nm。这样既可以保证成膜质量，减少缺陷；又可以确保内部的串联电阻较低，有利于短路电流提高。
在本发明中，空穴传输层121、电子传输层122可以为化学喷涂层、旋涂层、刮涂层等。
其中，第一电极131的主要作用是，收集空穴且与外电路连接。第二电极132的主要作用是，收集电子且与外电路连接。
本发明的钙钛矿太阳能电池100可以是正向结构，也可以是倒置结构。
当钙钛矿太阳能电池100为正向结构时，第一电极131为金属电极；第二电极132为透明导电基底。更优选地，当钙钛矿太阳能电池100为正向结构时，电子传输层122为无机电子传输材料层，而空穴传输层121选用有机空穴传输材料层。
当钙钛矿太阳能电池100为倒置结构时，第一电极131为透明导电基底；第二电极132为金属电极。更优选地，当钙钛矿太阳能电池100为正向结构时，电子传输层122为有机电子传输材料层，而空穴传输层121选用无机空穴传输材料层。
其中，透明导电基底为钙钛矿太阳能电池100的其它各层提供支撑。透明导电基底侧为钙钛矿太阳能电池100的向光侧。
具体地，透明导电基底包括透明基底层以及附着在透明基底层上的透明导电薄膜层。透明导电薄膜层的厚度优选为300nm～500nm。这样可以进一步提高钙钛矿太阳能电池的性能。透明导电薄膜层优选为ito层、fto层、zto层、azo层、iwo层等。
透明基底层的厚度优选为1.1mm～2.5mm。这样既可以保证足够的机械承载力，又可以减少透明基底层对光的吸收，以使更多的光进入钙钛矿光敏层110中，从而增加光的吸收利用。
透明导电薄膜层可以通过物理气相沉积法、蒸镀或溅射形成于透明基底层上。
具体地，透明导电基底优选为透明导电玻璃或透明导电塑料。也就是说，形成透明基底层中的透明基体层为玻璃层或塑料层。例如fto导电玻璃、fto导电塑料、ito导电玻璃、ito导电塑料。当透明导电基底为ito导电玻璃或ito导电塑料时，ito层的厚度优选为300nm～400nm。当透明导电基底为fto导电玻璃或fto导电塑料时，fto层的厚度为500nm。
其中，金属电极侧为钙钛矿太阳能电池100的背光侧。
优选地，金属电极为银电极、铝电极、或金电极。
优选地，金属电极的厚度为100nm～200nm。
优选地，金属电极采用真空蒸镀或真空溅射形成。
上述钙钛矿电池，由于采用本发明所提供的钙钛矿光敏层，故而提高填充因子，进而提高了光电转换效率，同时还提高了钙钛矿电池的稳定性。
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
在干净的透明基底玻璃上蒸镀fto透明电极，然后在fto透明电极上溅射30nm的氧化镍层，以形成空穴传输层。
配置1.5mol/l钙钛矿溶液(溶剂为dmf)，将钙钛矿溶液通过旋涂于氧化镍层表面，旋涂的转速为3000r/min，旋涂时间为30s，以形成钙钛矿层。
钙钛矿层处理：将处理液(碘代丁胺的异丙醇溶液，碘代丁胺的浓度为0.05mg/ml)旋涂于钙钛矿层的表面，旋涂的转速为4000r/min，旋涂的时间为30s。然后再浸入异丙醇中30s，随后100℃下加热20min，得到钙钛矿光敏层。
在钙钛矿光敏层上旋涂20mg/ml的pcbm，形成电子传输层。
在电子传输层上，蒸镀银粒形成金属电极。
得到的钙钛矿电池，记作a1。
对比例1
与实施例1所不同的是，不进行钙钛矿层的处理步骤。
其它部分与实施例1相同，得到的钙钛矿电池，记作d1。
性能测试：
对钙钛矿电池a1以及d1进行测试，然后将钙钛矿电池a1以及d1在手套箱内放置16天，再在室外放置14天，测试结果见表1。
表1
从表1可以看出，钙钛矿电池a1的初始光电转换效果为15.52％，而钙钛矿电池d1的初始光电转换效率只有14.08％，这说明本发明所提供的钙钛矿光敏层的制备方法，可以提高钙钛矿光敏层的质量，进而提高钙钛矿电池的光电转换效率。
另外，从表1还可以看出，钙钛矿电池a1的室外第14天光电转换效果为15.02％，相对于初始下降了0.5％；而钙钛矿电池d1的室外第14天光电转换效率只有12.88％，相对于初始下降了1.2％；这说明本发明所提供的钙钛矿光敏层的制备方法，还可以提高钙钛矿光敏层的稳定性，进而提高钙钛矿电池的寿命。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。