钙钛矿太阳能电池的钙钛矿界面钝化方法与流程

本发明涉及钙钛矿太阳能电池的制备，尤其是钙钛矿界面钝化方法。

背景技术：

1、钙钛矿太阳能电池作为第三代太阳能电池，具有低成本和高效率的优势，经过十余年发展，目前钙钛矿太阳能电池在实验室制备的小面积电池效率已超过26％，但稳定性较差的问题，一直影响其未来大规模商业化应用。

2、为了提高钙钛矿太阳能电池的稳定性，众多学者采用多种方式针对钙钛矿组分、电荷传输层、界面等进行调控和优化。钙钛矿作为一种abx3的晶体结构，使用溶液法制备的钙钛矿薄膜其表面或体相内不可避免的会产生大量缺陷，这些缺陷的存在一方面阻碍电荷传输，另一方面与空气中水分、氧气的接触会引起钙钛矿的降解导致稳定性降低。因此，对于钙钛矿界面进行缺陷钝化是提高其稳定性的重要措施之一。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种对钙钛矿太阳能电池的钙钛矿界面进行钝化的方法，提高其稳定性。

2、技术方案：一种钙钛矿太阳能电池的钙钛矿界面钝化方法，先在导电基底上制备电子传输层，再在电子传输层上旋涂钙钛矿前驱液制备钙钛矿薄膜，在旋涂过程中，滴加包含双三氟甲基磺酰亚胺和氯苯的反溶剂。

3、进一步的，反溶剂为双三氟甲基磺酰亚胺和氯苯的混合溶液，按双三氟甲基磺酰亚胺的用量0.2～1.0mg、氯苯的用量1ml的关系配制。

4、进一步的，在旋涂过程中，按反溶剂的用量200μl、钙钛矿前驱液的用量30μl的关系取用。

5、进一步的，旋涂为：先以1500r/min旋涂15秒，再以4500r/min旋涂25秒并在此旋涂过程中第12秒迅速滴加反溶剂。

6、进一步的，导电基底为fto导电玻璃、ito导电玻璃、透明柔性导电基底中的一种。

7、进一步的，电子传输层为二氧化钛、二氧化锡、氧化锌、五氧化二铌等金属氧化物中的一种。

8、进一步的，钙钛矿前驱液中的钙钛矿组分为faxma1-xpb(ixbr1-x)3、ch3nh3pb(ixcl1-x)3或全无机钙钛矿cspbi3、cspbbr3中的一种。

9、有益效果：本发明的优点是：在氯苯中添加双三氟甲基磺酰亚胺配制成有机溶液作为反溶剂，利用反溶剂滴加的方法引入至制备钙钛矿薄膜中，以钝化钙钛矿界面。双三氟甲基磺酰亚胺是具有多功能基团的小分子材料，对钙钛矿界面钝化处理时，一是可减缓钙钛矿结晶速度，降低表面粗糙度，二是bfso分子上的砜基结构可钝化钙钛矿中b位缺陷，三是bfso分子中的三氟甲基可与钙钛矿a位形成氢键，有效阻止钙钛矿与空气中水氧过多接触，延缓钙钛矿的降解，从而有效钝化钙钛矿界面处的缺陷，提高电池器件寿命。

技术特征：

1.一种钙钛矿太阳能电池的钙钛矿界面钝化方法，先在导电基底上制备电子传输层，再在电子传输层上旋涂钙钛矿前驱液制备钙钛矿薄膜，其特征在于：在旋涂过程中，滴加包含双三氟甲基磺酰亚胺和氯苯的反溶剂。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的钙钛矿界面钝化方法，其特征在于：反溶剂为双三氟甲基磺酰亚胺和氯苯的混合溶液，按双三氟甲基磺酰亚胺的用量0.2～1.0mg、氯苯的用量1ml的关系配制。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的钙钛矿界面钝化方法，其特征在于：在旋涂过程中，按反溶剂的用量200μl、钙钛矿前驱液的用量30μl的关系取用。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的钙钛矿界面钝化方法，其特征在于：旋涂为：先以1500r/min旋涂15秒，再以4500r/min旋涂25秒并在此旋涂过程中第12秒迅速滴加反溶剂。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的钙钛矿界面钝化方法，其特征在于：导电基底为fto导电玻璃、ito导电玻璃、透明柔性导电基底中的一种。

6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的钙钛矿界面钝化方法，其特征在于：电子传输层为二氧化钛、二氧化锡、氧化锌、五氧化二铌等金属氧化物中的一种。

7.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的钙钛矿界面钝化方法，其特征在于：钙钛矿前驱液中的钙钛矿组分为faxma1-xpb(ixbr1-x)3、ch3nh3pb(ixcl1-x)3或全无机钙钛矿cspbi3、cspbbr3中的一种。

技术总结
本发明公开了钙钛矿太阳能电池的钙钛矿界面钝化方法，先在导电基底上制备电子传输层，再在电子传输层上旋涂钙钛矿前驱液制备钙钛矿薄膜，在旋涂过程中滴加包含双三氟甲基磺酰亚胺和氯苯的反溶剂。氯苯中添加双三氟甲基磺酰亚胺配制成有机溶液作为反溶剂，利用反溶剂滴加的方法引入至制备钙钛矿薄膜中，以钝化钙钛矿界面。双三氟甲基磺酰亚胺是具有多功能基团的小分子材料，对钙钛矿界面钝化处理时，可减缓钙钛矿结晶速度，降低表面粗糙度，BFSO分子上的砜基结构可钝化钙钛矿中B位缺陷，BFSO分子中的三氟甲基可与钙钛矿A位形成氢键，有效阻止钙钛矿与空气中水氧过多接触，延缓钙钛矿降解，有效钝化钙钛矿界面处缺陷，提高电池器件寿命。

技术研发人员：周晓文,孔文峰,钱兵,葛乾坤,戴亚磊,王鑫
受保护的技术使用者：中节能太阳能科技（镇江）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12