本发明涉及钙钛矿光伏器件的制备，具体涉及一种氯化铵盐处理的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
背景技术：
：：1、钙钛矿材料具有高的光吸收系数、高载流子迁移率、长扩散长度以及可调节的带隙等诸多优异的光电性能，是一种极具发展潜力的光电材料。近年来，钙钛矿太阳能电池迅速崛起，在短短十几年的时间内其光电转换效率从3.8％增长到25.7％，成为硅基太阳能等商业化光伏器件的潜在竞争对手。2、然而，钙钛矿吸光层作为钙钛矿太阳能电池的核心部分，易受温度、湿度、光照的影响，使得器件在进行光电转化过程中发生降解，进而导致器件稳定性差，其原因在于钙钛矿表面存在的缺陷使得氧、水分子进入钙钛矿吸光层而破环原本的结构。同时由缺陷形成的电荷复合中心造成非辐射复合，阻碍电荷的传输，导致光电转换效率下降。构建二维/三维钙钛矿异质结是目前提升钙钛矿电池效率和稳定性的有效手段。在现有技术中，为了构建三维/二维钙钛矿异质结，通常采用碘化铵盐对三维钙钛矿表面进行修饰(spacerengineering of diammonium-based 2d perovskites toward efficient and stable2d/3d heterostructure perovskite solar cells，doi:10.1002/aenm.202102973)，碘化铵盐与之发生原位反应形成二维/三维钙钛矿异质结，但是碘化铵盐和钙钛矿反应生成的二维钙钛矿往往具有多量子阱结构，且取向比较随机，导致2d/3d异质结界面处的电荷传输势垒增加，影响载流子的传输效率以及相应的器件性能。技术实现思路1、本发明的目的为针对当前技术中存在的不足，提供一种氯化铵盐处理的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。该电池采用氯化铵盐对钙钛矿吸光层修饰，再通过退火处理，使氯化铵盐与钙钛矿吸光层发生原位反应生成二维/三维钙钛矿异质结，钝化钙钛矿薄膜的缺陷，并且实现对载流子的高效提取，形成能够促使载流子传输的晶体取向。本发明不仅适用于刚性太阳能电池的优化，尤其是通过旋涂氯化铵盐处理后的柔性钙钛矿太阳能器件获得了目前的最高的光电转换效率并且具有更加优异的稳定性，在未来的商业应用中具有良好的前景。2、本发明的技术方案为：3、一种氯化铵盐处理的钙钛矿太阳能电池，该太阳能电池从下到上依次为透明导电衬底、电子传输层、钙钛矿吸光层、钙钛矿修饰层、空穴传输层和对电极。4、所述的钙钛矿修饰层为氯化铵盐与三维钙钛矿吸光层发生原位反应得到的二维钙钛矿层，其厚度为1～60nm；二维钙钛矿的材料结构式为bpbclxi(4-x)，x＝0-4；b位为有机胺盐离子，具体为edbe2+、pea+、tba+、c6h6n22+、teba+、bdad+、ba+、odad+、ch3(ch2)11nh3+、s-mba+、4-meopea+、2-meopea+、hdad+、pdad+、odad+、pma+、phba+、o-f-pma+或o-f-pea+。5、所述的钙钛矿吸光层材料结构式为apbi3，a为甲脒阳离子(nh2ch＝nh2+,fa+)、甲胺阳离子(ch3nh3+,ma+)中的一种或两种；厚度为200～1000nm；6、所述的氯化铵盐为2,2'-(乙烯二氧)双乙胺氢氯酸盐(edbecl2)、苯乙基氯化胺(peacl)、四丁基氯化铵(tbacl)、2,5-二氯-1,4-苯二胺(c6h6cl2n2)、苄基三乙基氯化铵(tebacl)、苯甲基氯化胺(pmacl)、丁二胺氯(bdadcl)、丁基氯化胺(bacl)、辛二胺氯(odadcl)、十二胺氯(ch3(ch2)11nh3cl)、s-甲基苄胺氯(s-mbacl)、对甲氧基苯乙胺氯(4-meopeacl)、邻甲氧基苯乙胺氯(2-meopeacl)、己二胺氯(hdadcl)、丙二胺氯(pdadcl)、辛二胺氯(odadcl)、苯甲基氯化胺(pmacl)、苯丁基氯化铵(phbacl)、邻氟苯甲胺氯(o-f-pmacl)、邻氟苯乙胺氯(o-f-peacl)的一种。7、所述的导电衬底为掺杂氟的sno2导电玻璃(fto)、铟锡氧化物半导体透明导电膜玻璃(ito)、pet/ito(pet为聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pen/ito(pen为聚萘二甲酸乙二醇酯)中的一种；8、所述的电子传输层为二氧化锡(sno2)、二氧化钛(tio2)、氯掺杂的二氧化钛、tio2-sno2、zno-tio2、zno-sno2、[6,6]-苯基c61丁酸甲酯(pcbm)、碳60(c60)、纳米氧化锌(zno)中的至少一种；厚度范围为5～180nm；9、所述的空穴传输层为2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(spiro-ometad)、聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺](ptaa)、钛菁铜(cupc)、聚-3己基噻吩(p3ht)、氧化镍(niox)、三氧化钼、cugaox中的至少一种；厚度范围为5～200nm；10、所述的对电极材料为金、银、铜、铬、碳中的一种或多种。厚度范围50～200nm；11、所述的氯化铵盐处理的钙钛矿太阳能电池的制备方法，该方法包括以下步骤：12、(1)在透明导电衬底上通过旋涂法制备电子传输层；13、(2)配置钙钛矿前驱体溶液，并利用匀胶机在电子传输层上旋涂钙钛矿溶液，通过低压辅助设备处理后进行退火，得到三维钙钛矿吸光层；所述的钙钛矿前驱体溶液中pb2+的浓度为0.2～2mol/l；14、所述的钙钛矿前驱体溶液的溶剂为二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、二甲基乙酰胺(dmac)、乙腈(mecn)中的一种或多种；15、钙钛矿前驱体溶液中还含有浓度为0～20mg/ml的添加剂，添加剂为甲基氯化铵(macl)。16、(3)配制氯化铵盐溶液，将其旋涂在三维钙钛矿层上，之后将其转移到热台上退火，得到与钙钛矿层原位反应生成的钙钛矿修饰层；17、所述的氯化铵盐溶液的浓度为0.1-2mg/ml，溶剂为异丙醇；所述的旋转涂覆设备的转速为1000～8000rmp，旋转时间为5～30s；18、所述的退火温度为50～300℃，退火时间为1～60min。19、(4)在修饰层上制备空穴传输层；20、(5)在空穴传输层上制备对电极。21、步骤(2)所述的旋转涂覆设备的转速为1000～8000rmp，旋转时间为3～30s；22、所述的三维钙钛矿低压辅助设备处理时真空度为1～100pa，处理时间为1～120s；23、所述的退火温度为50～200℃，退火时间为1～60min；24、所述的一种氯化铵盐处理的钙钛矿太阳能电池的应用，用于制备刚性与柔性钙钛矿光伏器件。25、本发明的实质性特点为：26、在改善钙钛矿太阳能器件性能的策略中，构建二维/三维钙钛矿异质结可以兼顾三维钙钛矿太阳能器件的高效率和二维钙钛矿太阳能器件的稳定性的优点。根据以往报道，通常利用碘化铵盐来构建二维/三维异质结，但由于铅碘的键能较低，碘的缺陷对器件性能造成的影响不可忽视，另外碘化铵盐处理后形成的异质结的取向随机使得钙钛矿的载流子传输特性较差，影响器件的效率。27、而本发明中利用氯化铵盐来处理三维钙钛矿，pb-cl键能为234kj/mol，pb-i的键能为142kj/mol，键能可以理解为键断裂时吸收的能量，键能越大，物质越稳定，相比于碘化铵盐，氯化铵盐处理后的器件有更好的稳定性。除此之外，氯化铵盐在三维表面形成的二维结构具有一定的取向，结晶性更好，更有利于载流子向传输层的运输，从而提高器件的光电转换效率。28、本发明的有益效果为；29、1、本发明提供的一种氯化铵盐处理的钙钛矿太阳能电池制备方法制备工艺简单，操作方便，成本低廉，制备的钙钛矿层和钙钛矿修饰层质量高、致密性好，是制备钙钛矿太阳能电池的优选材料；30、2、本发明制备的钙钛矿太阳能器件，不仅能够有效的钝化由于钙钛矿表面存在的未配位的离子引起的缺陷，还可以加速电荷的提取与运输，使得刚性钙钛矿光伏器件的光电转换效率达到25％，特别是柔性器件已经是目前的最高效率达到了24.1％，同时器件的稳定性得到了显著的提升，未封装的器件在1000h后仍保留其初始效率的95％。为钙钛矿光伏器件的商业化应用提供了可行策略。当前第1页12当前第1页12