一种基于聚醋酸乙烯酯钝化薄膜表面/界面缺陷的钙钛矿太阳能电池器件及其制备方法

文档序号:27693123发布日期:2021-12-01 04:12阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于聚醋酸乙烯酯钝化薄膜表面/界面缺陷的钙钛矿太阳能电池器件,其特征在于,该钙钛矿太阳能电池器件包括导电衬底、依次制备的电子传输层、有机

无机杂化金属卤化物钙钛矿吸光层、界面缺陷钝化层、空穴传输层和光阳极;所述导电衬底为氧化铟锡导电玻璃;所述电子传输层为sno2纳米颗粒层,厚度为10~20nm;所述有机

无机杂化金属卤化物钙钛矿吸光层为fa
x
ma1‑
x
pbi
y
cl3‑
y
钙钛矿薄膜层,厚度为700~900nm,其中0.8<x<1,2.4<y<3;所述界面缺陷钝化层为pva薄层,厚度为3~10nm;所述空穴传输层为固态电解质spiro

ometad层,厚度为220~250nm;所述光阳极为金属薄膜层,厚度为60~80nm。2.一种基于聚醋酸乙烯酯钝化薄膜表面/界面缺陷的钙钛矿太阳能电池器件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:在导电衬底上采用全溶液法,依次生长电子传输层、有机

无机杂化金属卤化物钙钛矿吸光层、界面缺陷钝化层和空穴传输层,并在空穴传输层上蒸镀光阳极,制备得到基于聚醋酸乙烯酯钝化薄膜表面/界面缺陷的钙钛矿太阳能电池器件;电子传输层的制备方法如下:将15wt%sno2纳米颗粒的水溶液与水以体积比1:3混合,室温条件下得到透明均匀的sno2溶液;采用单步旋涂法制备,开启旋涂机,设置3000转30s,将臭氧处理后的导电衬底放在旋涂机的旋转托架上通过真空吸附固定,将sno2溶液滴在导电衬底中央并启动旋涂机,旋涂机停止转动后,将样品移至145~165℃的热板上,退火30~60min,冷却至室温后得到sno2/ito样品;其中,每60μl的sno2溶液对应导电衬底的面积伟1.5
×
1.5cm2;有机

无机杂化金属卤化物钙钛矿吸光层的制备方法如下:先配制1.5mm的pbi2溶液,溶剂为体积比是90~94:10~6的dmf和dmso的混合液,在120~150℃下搅拌0.3~0.5h得到前驱体溶液一;再配制1.5mm的混合有机盐溶液,溶质是质量比为140:10:14的fai、mai和macl,溶剂为异丙醇,在室温下搅拌0.3~0.5h得到前驱体溶液二;采用两步旋涂法制备:第一步,将前驱体溶液一均匀涂于臭氧处理10~15min的sno2/ito样品上,启动旋涂机,旋涂设置是1500转30s;旋涂机停止转动后,将样品移至65~75℃的热板上,退火15~20s;然后将样品移至器皿中自然冷却至室温,得到pbi2/sno2/ito样品;其中,前驱体溶液一与导电衬底面积关系为:20~30μl对应1.5
×
1.5cm2导电衬底;第二步,启动旋涂机,旋涂设置是2000转25s,在距离旋转结束14~16s之间,将前驱体溶液二稳定匀速的滴在pbi2/sno2/ito样品上,旋涂机停止转动后,将样品移至85~95℃的热板上,退火25~35s,然后将样品移至器皿中自然冷却至室温;紧接着将样品转移至145~155℃的热板上,退火10~12min,同时湿度控制在35%~45%,得到perovskite/sno2/ito样品;其中,前驱体溶液二与导电衬底面积关系为:60μl对应1.5
×
1.5cm2导电衬底;界面缺陷钝化层的制备方法如下:将pva溶解于氯苯中,得到pva浓度为5mg/ml的氯苯溶液,在70~100℃条件下搅拌20~30h,室温静置8~10h后,得到透明均匀的溶液;采用单步旋涂法制备,开启旋涂机,设置5000转30s,将perovskite/sno2/ito样品放在旋涂机的旋转托架上通过真空吸附固定,并启动旋涂机,在距离旋转结束的20~22s之间,将配制好的pva的氯苯溶液稳定匀速的滴在旋转着的perovskite/sno2/ito样品上,旋涂机停止转动后,将样品移至70~80℃的热板上,退火3~5min,得到pva/perovskite/sno2/ito样品;其中,pva溶液与导电衬底面积关系为:80μl对应1.5
×
1.5cm2导电衬底;空穴传输层的制备方法如下:空穴传输材料spiro

ometad与氯苯溶液以质量体积比723mg:10ml混合,再依次加入4

叔丁基吡啶和双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液;氯苯溶液:4


丁基吡啶:双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液的体积比为10000:288:175;采用单步旋涂法制备,开启旋涂机,设置3000转30s,将pva/perovskite/sno2/ito样品放在旋涂机的旋转托架上通过真空吸附固定,并启动旋涂机,在距离旋转结束的18~20s之间,将配制好的spiro

ometad溶液稳定匀速的滴在旋转着的pva/perovskite/sno2/ito样品上,旋涂机停止转动后,将样品移至培养皿中;其中,spiro

ometad溶液与导电衬底面积关系为:15μl对应1.5
×
1.5cm2导电衬底;最后蒸镀金电极,获得结构为au/spiro

ometad/pva/perovskite/sno2/ito/的基于pva钝化薄膜表面/界面缺陷的有机

无机杂化金属卤化物钙钛矿太阳能电池器件。

技术总结
本发明提供一种基于聚醋酸乙烯酯钝化薄膜表面/界面缺陷的钙钛矿太阳能电池器件及其制备方法。钙钛矿太阳能电池光伏器件基本结构包括:导电衬底、电子传输层、有机


技术研发人员:王敏焕 边继明
受保护的技术使用者:大连理工大学
技术研发日:2021.09.06
技术公布日:2021/11/30
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