改性剂层材料及制备方法、钙钛矿太阳能电池及制备方法与流程

本发明涉及太阳能电池，特别涉及一种改性剂层材料及制备方法、钙钛矿太阳能电池及制备方法。

背景技术：

1、钙钛矿型太阳能电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，也称作新概念太阳能电池。钙钛矿太阳能电池包括基板，基板上依次有导电玻璃层、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、修饰层以及金属电极层，钙钛矿层表面经常会存在一些缺陷，这些缺陷成为薄膜表面的脆弱位置，在外部刺激(光，热，水分，氧气)下导致了不稳定性，而且某些卤化物缺陷会促进钙钛矿中的离子迁移，严重加速了钙钛矿层的降解，且这些缺陷会形成大量的载流子复合中心，最终导致器件性能的下降。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种改性剂层材料及制备方法、钙钛矿太阳能电池及制备方法，在钙钛矿层上设置了改性剂层，能够减少钙钛矿太阳能电池中的钙钛矿层的表面缺陷，改善钙钛矿薄膜的形貌，从而提高器件性能。

2、为实现上述目的，本发明提出一种改性剂层材料，包括含有三氟甲基和胍阳离子的化合物。

3、可选地，所述化合物包括1-[3,5-二-(三氟甲基)苯基]双胍盐酸盐、1-(2-氟-5-(三氟甲基)苯基)胍盐酸盐中的至少一种。

4、本发明提供一种钙钛矿太阳能电池，包括钙钛矿层和设置在所述钙钛矿层表面的改性剂层；所述改性剂层的材质包括所述的改性剂层材料。

5、可选地，所述改性剂层的厚度为0.3-5nm。

6、可选地，还包括导电基板、第一电荷传输层、第二电荷传输层以及背电极，所述第一电荷传输层设置于所述导电基板与所述钙钛矿层之间；所述第二电荷传输层设置于所述改性剂层的另一表面；所述背电极，设置于所述第二电荷传输层的表面。

7、可选地，所述第一电荷传输层为空穴传输层，所述第二电荷传输层为电子传输层；或，所述第一电荷传输层为电子传输层，所述第二电荷传输层为空穴传输层。

8、可选地，用于制备所述钙钛矿层的材料包括钙钛矿材料以及混合溶剂，所述钙钛矿材料包括csi、fai、mai、mabr、macl、pbi2和pbbr2；所述混合溶剂，包括dmf和dmso，所述dmf和dmso的体积比为(8-9)：(2-3)。

9、可选地，还包括空穴传输层，所述空穴传输层设于所述钙钛矿层远离所述改性剂层的一侧；制备所述空穴传输层的材料包括2pacz、4pacz、meo-2pacz、meo-4pacz、me-4pacz、4padcb或dmacpa。

10、可选地，还包括电子传输层，所述电子传输层设于所述改性剂层远离所述钙钛矿层的一侧；所述电子传输层的厚度为20-40nm；和/或，所述电子传输层的材料包括pcbm、sno2或c60。

11、可选地，还包括修饰层，设于所述改性剂层远离所述钙钛矿层的一侧；所述修饰层的厚度为6-10nm；和/或，所述修饰材料为bcp。

12、可选地，还包括背电极，设于所述改性剂层远离所述钙钛矿层的一侧；所述背电极的厚度为80-120nm；和/或，所述背电极的材料包括cu、ag或al中的至少一种。

13、本发明提供一种改性剂层的制备方法，包括以下步骤：将所述的改性剂材料和溶剂混合后，制备成混合溶液，将所述混合溶液旋涂在钙钛矿层上，加热、退火，获得所述改性剂层。

14、可选地，所述溶剂为异丙醇；和/或，所述混合溶液中溶质的浓度为0.3-5mg/ml；和/或，在将所述混合溶液旋涂在钙钛矿层上的步骤中，旋涂的转速为5000-5500rpm/s；和/或，在将所述混合溶液旋涂在钙钛矿层上的步骤中，旋涂的时间为10-60s；和/或，加热的温度为100-110℃；和/或，退火条件为100℃退火5-10min。

15、本发明提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

16、s10、在导电基板上依次制备空穴传输层、钙钛矿层；

17、s20、将所述的改性剂层材料涂覆在所述钙钛矿层上，获得改性剂层；

18、s30、在所述改性剂层上依次制备电子传输层、修饰层、背电极，获得钙钛矿太阳能电池。

19、本发明提供的技术方案中，提供了一种改性剂层材料包括含有三氟甲基和胍阳离子的化合物，能够减少钙钛矿层表面的缺陷导致的脆弱点，调节能带结构，使能带更好对齐，从而达到提升钙钛矿太阳池器件性能的目的。

技术特征：

1.一种改性剂层材料，其特征在于，包括含有三氟甲基和胍阳离子的化合物。

2.如权利要求1所述的改性剂层材料，其特征在于，所述化合物包括1-[3,5-二-(三氟甲基)苯基]双胍盐酸盐、1-(2-氟-5-(三氟甲基)苯基)胍盐酸盐中的至少一种。

3.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括钙钛矿层和设置在所述钙钛矿层表面的改性剂层；

4.如权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述改性剂层的厚度为0.3-5nm。

5.如权利要求3或4所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第一电荷传输层为空穴传输层，所述第二电荷传输层为电子传输层；或，所述第一电荷传输层为电子传输层，所述第二电荷传输层为空穴传输层。

7.如权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，用于制备所述钙钛矿层的材料包括：

8.如权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，还包括空穴传输层，所述空穴传输层设于所述钙钛矿层远离所述改性剂层的一侧；

9.如权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，还包括电子传输层，所述电子传输层设于所述改性剂层远离所述钙钛矿层的一侧；

10.如权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，还包括修饰层，设于所述改性剂层远离所述钙钛矿层的一侧；

11.如权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，还包括背电极，设于所述改性剂层远离所述钙钛矿层的一侧；

12.一种改性剂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1或2所述的改性剂材料和溶剂混合后，制备成混合溶液，将所述混合溶液旋涂在钙钛矿层上，加热、退火，获得所述改性剂层。

13.如权利要求12所述的改性剂层的制备方法，其特征在于，所述溶剂为异丙醇；和/或，

14.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种改性剂层材料及制备方法、钙钛矿太阳能电池及制备方法，其中，改性剂层材料，包括含有三氟甲基和胍阳离子的化合物，能够减少钙钛矿层表面的缺陷导致的脆弱点，调节能带结构，使能带更好对齐，从而达到提升钙钛矿太阳池器件性能的目的。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：旗滨新能源发展（深圳）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7