一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

文档序号:31054712发布日期:2022-08-06 11:54阅读:217来源:国知局
一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

1.本发明涉及太阳能光伏技术领域,具体涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。


背景技术:

2.钙钛矿具有消光系数高、载流子迁移率高、激子结合能低、易溶液法加工等优点,受到了研究人员的广泛关注。近年来,钙钛矿太阳能电池(pscs)的功率转换效率(pce)已经提高到了25.5%,其在光伏领域展现出广阔的应用前景。
3.钙钛矿太阳能电池中的电子传输层的作用是从钙钛矿活性层中提取电子并进行传输,是制备高效钙钛矿太阳能电池的关键。tio2etl介孔结构n-i-p pscs相对高效,但制备tio2的过程中需要进行高温烧结处理,且工艺流程繁琐,严重限制了其实际应用。sno2胶体溶液旋涂制备的sno2薄膜的表面会不可避免地出现sno2胶体的团聚现象,易在表面处形成大量的氧空位缺陷,导致羟基富集,阻碍载流子的传输,且还会引起钙钛矿晶格形变,导致器件的稳定性降低。综上可知,现有的钙钛矿太阳能电池均存在明显的缺陷,尚难以完全满足实际应用的需求。
4.因此,开发一种光电转化效率高、光电性能优异、制备工艺简单、生产成本低的钙钛矿太阳能电池具有十分重要的意义。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
6.本发明所采取的技术方案是:
7.一种钙钛矿太阳能电池,其组成包括依次层叠设置的衬底、乙二酸-sno2电子传输层、钙钛矿吸收层和空穴传输层,还包括电极;所述乙二酸-sno2电子传输层的组成成分包括乙二酸-sno2聚酯化络合物。
8.优选的,所述衬底为透明导电衬底。
9.进一步优选的,所述衬底为ito玻璃衬底。
10.优选的,所述乙二酸-sno2聚酯化络合物通过以下方法制备得到:将sno2胶体和乙二酸分散在溶剂中进行反应,即得乙二酸-sno2聚酯化络合物。
11.优选的,所述反应在65℃~80℃下进行,反应时间为7h~10h。
12.优选的,所述钙钛矿吸收层的组成成分包括碘化铅(pbi)、甲基碘化胺(fai)和甲脒氢碘酸盐(mai),碘化铅、甲基碘化胺和甲脒氢碘酸盐的摩尔比为1:0.85~1:0.15~0.20。
13.优选的,所述空穴传输层的组成成分包括2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(spiro-ometad)。
[0014]
进一步优选的,所述空穴传输层的组成成分包括2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、双三氟甲烷磺酰亚胺锂和4-叔丁基吡啶。
[0015]
优选的,所述电极的组成成分为ag、au、al、cu中的至少一种。
[0016]
进一步优选的,所述电极为ag电极。
[0017]
优选的,所述电极的厚度为80nm~100nm。
[0018]
上述钙钛矿太阳能电池的制备方法包括以下步骤:
[0019]
1)将乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液涂覆在衬底上,再进行退火,形成乙二酸-sno2电子传输层;
[0020]
2)将钙钛矿前驱体液涂覆在乙二酸-sno2电子传输层上,再进行退火,形成钙钛矿吸收层;
[0021]
3)将空穴传输材料分散液覆在钙钛矿吸收层上,形成空穴传输层;
[0022]
4)在衬底和空穴传输层上蒸镀电极,即得钙钛矿太阳能电池。
[0023]
优选的,步骤1)所述衬底在使用前进行过预处理,预处理的具体操作为:先依次用异丙醇、清洁剂、超纯水、超纯水、超纯水和异丙醇超声清洗衬底,每次清洗时间≥25min,再烘干。
[0024]
优选的,步骤1)所述涂覆的方式为旋涂,旋涂机的转速为2500rpm~4500rpm,旋涂时间为25s~45s。
[0025]
优选的,步骤1)所述退火在温度为100℃~150℃的条件下进行,退火时间为30min~60min。
[0026]
优选的,步骤2)所述涂覆的方式为旋涂,具体操作为:先在旋涂机转速为1000rpm~2000rpm的条件下旋涂8s~12s,再在旋涂机转速为3500rpm~4500rpm的条件下旋涂25s~35s。
[0027]
优选的,步骤2)所述退火在温度为100℃~120℃的条件下进行,退火时间为30min~40min。
[0028]
优选的,步骤3)所述涂覆的方式为旋涂,旋涂机的转速为5000rpm~6000rpm,旋涂时间为25s~40s。
[0029]
优选的,步骤4)所述蒸镀在真空度为10-6
pa~10-7
pa的条件下进行。
[0030]
本发明的有益效果是:本发明的钙钛矿太阳能电池具有光电转化效率高、光电性能优异、制备工艺简单、生产成本低等优点,适合进行大规模工业化应用。
[0031]
具体来说:
[0032]
1)本发明通过将乙二酸引入sno2胶体溶液中,利用乙二酸的羧基与锡离子的络合作用,高温反应形成聚酯化的络合物,再将制得的乙二酸-sno2络合物作为钙钛矿太阳能电池的电子传输层材料,相较于传统的sno2电子传输层,其表面更加平整,有利于钙钛矿薄膜结晶质量的提升,且有效提高了sno2的电导率,抑制了载流子在界面处堆积及复合造成的损失,改善了器件的串并联电阻,最终可以获得最高19.71%的光电转化效率;
[0033]
2)本发明通过限定sno2胶体溶液的浓度以及sno2胶体溶液和乙二酸水溶液的配比,有效地解决了sno2胶体颗粒在薄膜表面的团聚现象,降低了薄膜的表面缺陷,使得薄膜的化学性能稳定,且薄膜均匀性好,最终可以获得最高19.71%的光电转化效率;
[0034]
3)本发明的钙钛矿太阳能电池的整个加工过程都是在低温下进行,无需高温煅烧,方法简单快捷,有助于推动钙钛矿太阳电池走向商业化应用。
附图说明
[0035]
图1为实施例1步骤3)中的乙二酸-sno2电子传输层的afm图。
[0036]
图2为对比例步骤2)中的sno2电子传输层的afm图。
[0037]
图3为实施例1步骤3)中的乙二酸-sno2电子传输层和对比例步骤2)中的sno2电子传输层的透射光谱图。
[0038]
图4为实施例1步骤3)中的乙二酸-sno2电子传输层和对比例步骤2)中的sno2电子传输层的电子迁移率对比图。
[0039]
图5为不同etl上钙钛矿吸收层的稳态荧光对比图。
[0040]
图6为不同etl的钙钛矿器件的瞬态光电压衰减图。
[0041]
图7为不同etl上钙钛矿吸收层的光电转化效率对比图。
具体实施方式
[0042]
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
[0043]
实施例1:
[0044]
一种钙钛矿太阳能电池,其制备方法包括以下步骤:
[0045]
1)将大小规格为14.8mm
×
14.8mm的ito透明玻璃依次用异丙醇、清洁剂、超纯水、超纯水、超纯水和异丙醇进行超声清洗,每次清洗30min,再放入烘箱烘干;
[0046]
2)将浓度为5mg/ml的乙二酸水溶液和质量分数为3.75%的sno2胶体溶液等体积混合,80℃下搅拌10h,得到乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液;
[0047]
3)将步骤1)预处理过的ito透明玻璃用紫外和臭氧处理15min,再旋涂100μl的乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液,旋涂机的转速为3000rpm,旋涂时间为30s,再在150℃下退火30min,形成乙二酸-sno2电子传输层;
[0048]
4)将摩尔比为1:0.85:0.15的碘化铅、甲基碘化胺和甲脒氢碘酸盐作为溶质,将体积比为56:16的n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜作为溶剂,在n2气氛中配制溶质浓度为1.5mol/l的钙钛矿前驱体液;
[0049]
5)将乙二酸-sno2电子传输层用紫外和臭氧处理5min,再旋涂35μl的钙钛矿前驱体液,旋涂分为两个阶段,先在旋涂机转速为1000rpm的条件下旋涂10s,再在旋涂机转速为4000rpm的条件下旋涂32s,并在第二阶段旋涂剩余12s时滴加80μl的氯苯,再在100℃下退火30min,形成钙钛矿吸收层;
[0050]
6)将浓度为90mg/ml的spiro-ometad的氯苯溶液、浓度为520mg/ml的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液和4-叔丁基吡啶按照体积比1000:22:36混合,常温避光搅拌6h,得到空穴传输材料分散液;
[0051]
7)将25μl的空穴传输材料分散液旋涂在钙钛矿吸收层上,旋涂机的转速为5000rpm,旋涂时间为30s,再放入干燥器中避光保存48h,形成空穴传输层;
[0052]
8)在ito透明玻璃刮出正极蒸镀区域,再放置在掩膜板上,掩膜版的有效面积为0.08cm2,再转入蒸发舱室内,使用热蒸发法在正极蒸镀区域和空穴传输层上各蒸镀100nm厚的ag电极,即得钙钛矿太阳能电池。
[0053]
实施例2:
[0054]
一种钙钛矿太阳能电池,其制备方法包括以下步骤:
[0055]
1)将大小规格为14.8mm
×
14.8mm的ito透明玻璃依次用异丙醇、清洁剂、超纯水、超纯水、超纯水和异丙醇进行超声清洗,每次清洗30min,再放入烘箱烘干;
[0056]
2)将浓度为5mg/ml的乙二酸水溶液和质量分数为3%的sno2胶体溶液等体积混合,80℃下搅拌10h,得到乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液;
[0057]
3)将步骤1)预处理过的ito透明玻璃用紫外和臭氧处理10min,再旋涂100μl的乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液,旋涂机的转速为3000rpm,旋涂时间为40s,再在140℃下退火40min,形成乙二酸-sno2电子传输层;
[0058]
4)将摩尔比为1:0.85:0.15的碘化铅、甲基碘化胺和甲脒氢碘酸盐作为溶质,将体积比为56:16的n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜作为溶剂,在n2气氛中配制溶质浓度为1.3mol/l的钙钛矿前驱体液;
[0059]
5)将乙二酸-sno2电子传输层用紫外和臭氧处理10min,再旋涂30μl的钙钛矿前驱体液,旋涂分为两个阶段,先在旋涂机转速为1200rpm的条件下旋涂12s,再在旋涂机转速为4000rpm的条件下旋涂35s,并在第二阶段旋涂剩余10s时滴加70μl的氯苯,再在120℃下退火40min,形成钙钛矿吸收层;
[0060]
6)将浓度为90mg/ml的spiro-ometad的氯苯溶液、浓度为520mg/ml的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液和4-叔丁基吡啶按照体积比1000:22:36混合,常温避光搅拌6h,得到空穴传输材料分散液;
[0061]
7)将20μl的空穴传输材料分散液旋涂在钙钛矿吸收层上,旋涂机的转速为6000rpm,旋涂时间为30s,再放入干燥器中避光保存24h,形成空穴传输层;
[0062]
8)在ito透明玻璃刮出正极蒸镀区域,再放置在掩膜板上,掩膜版的有效面积为0.08cm2,再转入蒸发舱室内,使用热蒸发法在正极蒸镀区域和空穴传输层上各蒸镀100nm厚的ag电极,即得钙钛矿太阳能电池。
[0063]
实施例3:
[0064]
一种钙钛矿太阳能电池,其制备方法包括以下步骤:
[0065]
1)将大小规格为14.8mm
×
14.8mm的ito透明玻璃依次用异丙醇、清洁剂、超纯水、超纯水、超纯水和异丙醇进行超声清洗,每次清洗30min,再放入烘箱烘干;
[0066]
2)将浓度为10mg/ml的乙二酸水溶液和质量分数为3.75%的sno2胶体溶液等体积混合,80℃下搅拌10h,得到乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液;
[0067]
3)将步骤1)预处理过的ito透明玻璃用紫外和臭氧处理15min,再旋涂100μl的乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液,旋涂机的转速为3500rpm,旋涂时间为30s,再在120℃下退火60min,形成乙二酸-sno2电子传输层;
[0068]
4)将摩尔比为1:0.85:0.15的碘化铅、甲基碘化胺和甲脒氢碘酸盐作为溶质,将体积比为56:16的n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜作为溶剂,在n2气氛中配制溶质浓度为1.4mol/l的钙钛矿前驱体液;
[0069]
5)将乙二酸-sno2电子传输层用紫外和臭氧处理7min,再旋涂38μl的钙钛矿前驱体液,旋涂分为两个阶段,先在旋涂机转速为1100rpm的条件下旋涂11s,再在旋涂机转速为4500rpm的条件下旋涂35s,并在第二阶段旋涂剩余12s时滴加90μl的氯苯,再在120℃下退火38min,形成钙钛矿吸收层;
[0070]
6)将浓度为80mg/ml的spiro-ometad的氯苯溶液、浓度为520mg/ml的双三氟甲烷
磺酰亚胺锂溶液和4-叔丁基吡啶按照体积比1000:19:32混合,常温避光搅拌5h,得到空穴传输材料分散液;
[0071]
7)将23μl的空穴传输材料分散液旋涂在钙钛矿吸收层上,旋涂机的转速为5000rpm,旋涂时间为35s,再放入干燥器中避光保存28h,形成空穴传输层;
[0072]
8)在ito透明玻璃刮出正极蒸镀区域,再放置在掩膜板上,掩膜版的有效面积为0.08cm2,再转入蒸发舱室内,使用热蒸发法在正极蒸镀区域和空穴传输层上各蒸镀80nm厚的ag电极,即得钙钛矿太阳能电池。
[0073]
实施例4:
[0074]
一种钙钛矿太阳能电池,其制备方法包括以下步骤:
[0075]
1)将大小规格为14.8mm
×
14.8mm的ito透明玻璃依次用异丙醇、清洁剂、超纯水、超纯水、超纯水和异丙醇进行超声清洗,每次清洗30min,再放入烘箱烘干;
[0076]
2)将浓度为10mg/ml的乙二酸水溶液和质量分数为3.75%的sno2胶体溶液等体积混合,70℃下搅拌8h,得到乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液;
[0077]
3)将步骤1)预处理过的ito透明玻璃用紫外和臭氧处理12min,再旋涂100μl的乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液,旋涂机的转速为3000rpm,旋涂时间为35s,再在150℃下退火60min,形成乙二酸-sno2电子传输层;
[0078]
4)将摩尔比为1:0.85:0.15的碘化铅、甲基碘化胺和甲脒氢碘酸盐作为溶质,将体积比为56:16的n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜作为溶剂,在n2气氛中配制溶质浓度为1.5mol/l的钙钛矿前驱体液;
[0079]
5)将乙二酸-sno2电子传输层用紫外和臭氧处理6min,再旋涂45μl的钙钛矿前驱体液,旋涂分为两个阶段,先在旋涂机转速为1500rpm的条件下旋涂10s,再在旋涂机转速为3500rpm的条件下旋涂25s,并在第二阶段旋涂剩余14s时滴加100μl的氯苯,再在100℃下退火40min,形成钙钛矿吸收层;
[0080]
6)将浓度为70mg/ml的spiro-ometad的氯苯溶液、浓度为520mg/ml的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液和4-叔丁基吡啶按照体积比1000:17:28混合,常温避光搅拌4h,得到空穴传输材料分散液;
[0081]
7)将25μl的空穴传输材料分散液旋涂在钙钛矿吸收层上,旋涂机的转速为5400rpm,旋涂时间为25s,再放入干燥器中避光保存42h,形成空穴传输层;
[0082]
8)在ito透明玻璃刮出正极蒸镀区域,再放置在掩膜板上,掩膜版的有效面积为0.08cm2,再转入蒸发舱室内,使用热蒸发法在正极蒸镀区域和空穴传输层上各蒸镀90nm厚的ag电极,即得钙钛矿太阳能电池。
[0083]
实施例5:
[0084]
一种钙钛矿太阳能电池,其制备方法包括以下步骤:
[0085]
1)将大小规格为14.8mm
×
14.8mm的ito透明玻璃依次用异丙醇、清洁剂、超纯水、超纯水、超纯水和异丙醇进行超声清洗,每次清洗30min,再放入烘箱烘干;
[0086]
2)将浓度为8mg/ml的乙二酸水溶液和质量分数为3%的sno2胶体溶液等体积混合,70℃下搅拌8h,得到乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液;
[0087]
3)将步骤1)预处理过的ito透明玻璃用紫外和臭氧处理15min,再旋涂100μl的乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液,旋涂机的转速为4000rpm,旋涂时间为40s,再在120℃下退火
30min,形成乙二酸-sno2电子传输层;
[0088]
4)将摩尔比为1:0.85:0.15的碘化铅、甲基碘化胺和甲脒氢碘酸盐作为溶质,将体积比为56:16的n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜作为溶剂,在n2气氛中配制溶质浓度为1.3mol/l的钙钛矿前驱体液;
[0089]
5)将乙二酸-sno2电子传输层用紫外和臭氧处理8min,再旋涂40μl的钙钛矿前驱体液,旋涂分为两个阶段,先在旋涂机转速为1600rpm的条件下旋涂8s,再在旋涂机转速为4200rpm的条件下旋涂30s,并在第二阶段旋涂剩余10s时滴加80μl的氯苯,再在110℃下退火30min,形成钙钛矿吸收层;
[0090]
6)将浓度为90mg/ml的spiro-ometad的氯苯溶液、浓度为520mg/ml的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液和4-叔丁基吡啶按照体积比1000:22:36混合,常温避光搅拌6h,得到空穴传输材料分散液;
[0091]
7)将25μl的空穴传输材料分散液旋涂在钙钛矿吸收层上,旋涂机的转速为5600rpm,旋涂时间为40s,再放入干燥器中避光保存35h,形成空穴传输层;
[0092]
8)在ito透明玻璃刮出正极蒸镀区域,再放置在掩膜板上,掩膜版的有效面积为0.08cm2,再转入蒸发舱室内,使用热蒸发法在正极蒸镀区域和空穴传输层上各蒸镀100nm厚的ag电极,即得钙钛矿太阳能电池。
[0093]
实施例6:
[0094]
一种钙钛矿太阳能电池,其制备方法包括以下步骤:
[0095]
1)将大小规格为14.8mm
×
14.8mm的ito透明玻璃依次用异丙醇、清洁剂、超纯水、超纯水、超纯水和异丙醇进行超声清洗,每次清洗30min,再放入烘箱烘干;
[0096]
2)将浓度为5mg/ml的乙二酸水溶液和质量分数为3%的sno2胶体溶液等体积混合,65℃下搅拌7h,得到乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液;
[0097]
3)将步骤1)预处理过的ito透明玻璃用紫外和臭氧处理12min,再旋涂100μl的乙二酸-sno2聚酯化络合物溶液,旋涂机的转速为4000rpm,旋涂时间为35s,再在150℃下退火30min,形成乙二酸-sno2电子传输层;
[0098]
4)将摩尔比为1:0.85:0.15的碘化铅、甲基碘化胺和甲脒氢碘酸盐作为溶质,将体积比为56:16的n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜作为溶剂,在n2气氛中配制溶质浓度为1.5mol/l的钙钛矿前驱体液;
[0099]
5)将乙二酸-sno2电子传输层用紫外和臭氧处理5min,再旋涂30μl的钙钛矿前驱体液,旋涂分为两个阶段,先在旋涂机转速为1800rpm的条件下旋涂8s,再在旋涂机转速为3800rpm的条件下旋涂30s,并在第二阶段旋涂剩余13s时滴加100μl的氯苯,再在110℃下退火36min,形成钙钛矿吸收层;
[0100]
6)将浓度为80mg/ml的spiro-ometad的氯苯溶液、浓度为520mg/ml的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液和4-叔丁基吡啶按照体积比1000:19:32混合,常温避光搅拌5.5h,得到空穴传输材料分散液;
[0101]
7)将20μl的空穴传输材料分散液旋涂在钙钛矿吸收层上,旋涂机的转速为5800rpm,旋涂时间为35s,再放入干燥器中避光保存40h,形成空穴传输层;
[0102]
8)在ito透明玻璃刮出正极蒸镀区域,再放置在掩膜板上,掩膜版的有效面积为0.08cm2,再转入蒸发舱室内,使用热蒸发法在正极蒸镀区域和空穴传输层上各蒸镀90nm厚
的ag电极,即得钙钛矿太阳能电池。
[0103]
对比例:
[0104]
一种钙钛矿太阳能电池,其制备方法包括以下步骤:
[0105]
1)将大小规格为14.8mm
×
14.8mm的ito透明玻璃依次用异丙醇、清洁剂、超纯水、超纯水、超纯水和异丙醇进行超声清洗,每次清洗30min,再放入烘箱烘干;
[0106]
2)将步骤1)预处理过的ito透明玻璃用紫外和臭氧处理15min,再旋涂100μl质量分数为2%的sno2胶体溶液,旋涂机的转速为3000rpm,旋涂时间为30s,再150℃下退火30min,形成sno2电子传输层;
[0107]
3)将摩尔比为1:0.85:0.15的碘化铅、甲基碘化胺和甲脒氢碘酸盐作为溶质,将体积比为56:16的n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜作为溶剂,在n2气氛中配制溶质浓度为1.5mol/l的钙钛矿前驱体液;
[0108]
4)将sno2电子传输层用紫外和臭氧处理5min,再旋涂35μl的钙钛矿前驱体液,旋涂分为两个阶段,先在旋涂机转速为1000rpm的条件下旋涂10s,再在旋涂机转速为4000rpm的条件下旋涂32s,并在第二阶段旋涂剩余12s时滴加80μl的氯苯,再在100℃下退火30min,形成钙钛矿吸收层;
[0109]
5)将浓度为90mg/ml的spiro-ometad的氯苯溶液、浓度为520mg/ml的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液和4-叔丁基吡啶按照体积比1000:22:36混合,常温避光搅拌6h,得到空穴传输材料分散液;
[0110]
6)将20μl的空穴传输材料分散液旋涂在钙钛矿吸收层上,旋涂机的转速为5000rpm,旋涂时间为30s,再放入干燥器中避光保存48h,形成空穴传输层;
[0111]
7)在ito透明玻璃刮出正极蒸镀区域,再放置在掩膜板上,掩膜版的有效面积为0.08cm2,再转入蒸发舱室内,使用热蒸发法在正极蒸镀区域和空穴传输层上各蒸镀100nm厚的ag电极,即得钙钛矿太阳能电池。
[0112]
性能测试:
[0113]
1)实施例1步骤3)中的乙二酸-sno2电子传输层(记为ea-sno2)和对比例步骤2)中的sno2电子传输层(记为sno2)的原子力显微镜(afm)图如图1和图2所示。
[0114]
由图1和图2可知:实施例1步骤3)中经过乙二酸修饰后的sno2电子传输层与对比例步骤2)中传统的sno2电子传输层相比,表面粗糙度接近,但薄膜更加均匀,无纳米团聚现象。
[0115]
2)实施例1步骤3)中的乙二酸-sno2电子传输层和对比例步骤2)中的sno2电子传输层的透射光谱图如图3所示。
[0116]
由图3可知:实施例1步骤3)中经过乙二酸修饰后的sno2电子传输层在340nm~400nm范围内透射率增强。
[0117]
3)实施例1步骤3)中的乙二酸-sno2电子传输层和对比例步骤2)中的sno2电子传输层的电子迁移率对比图如图4所示。
[0118]
由图4可知:实施例1步骤3)中的乙二酸-sno2电子传输层的电子迁移率明显大于对比例步骤2)中的sno2电子传输层,更有利于电子的提取和传输。
[0119]
4)参照实施例1的方法在不同etl(ito/ea-sno2/钙钛矿、ito/sno2/钙钛矿和ito/钙钛矿)上制备钙钛矿吸收层,得到的稳态荧光对比图如图5所示。
[0120]
由图5可知:ito/ea-sno2/钙钛矿与ito/sno2/钙钛矿和ito/钙钛矿相比,荧光强度和寿命均大幅下降,说明其具有更高的电子提取速率,这有利于载流子的分离,且可以有效地抑制载流子在钙钛矿活性层和电子传输层界面处的复合。
[0121]
5)参照实施例1的方法制备不同etl(ito/ea-sno2/钙钛矿和ito/sno2/钙钛矿)的钙钛矿器件,得到的不同etl的钙钛矿器件的瞬态光电压衰减图如图6所示。
[0122]
由图6可知:ea-sno2器件的电压衰减时间长于sno2器件,说明其钙钛矿内部缺陷更少,有效地抑制了载流子在钙钛矿活性层和电子传输层界面处的复合。
[0123]
6)参照实施例1的方法在不同etl(ito/ea-sno2/钙钛矿和ito/sno2/钙钛矿)上制备钙钛矿吸收层,得到的光电转化效率对比图如图7所示。
[0124]
由图7可知:ea-sno2/钙钛矿吸收层与sno2/钙钛矿吸收层相比,光电转化效率要更高。
[0125]
7)对实施例1的钙钛矿太阳能电池进行光电转化效率测试,测试过程:室温下,在光强为100mw/cm2(am1.5g)的条件下进行电池效率测试,扫描速率为0.3v/s,延迟时间为20ms;扫描的步宽为0.02v,测试得到对实施例1的钙钛矿太阳能电池的光电转化效率为19.52%。
[0126]
参照同样的方法对实施例2~7和对比例的钙钛矿太阳能电池进行光电转化效率测试,测试得到的光电转化效率依次为19.64%、19.31%、19.55%、19.08%、19.52%、19.33%和18.31%。
[0127]
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
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