一种基于萘芳香胺小分子化合物埋底修饰的钙钛矿太阳能电池模组的制备方法与流程

本发明属于钙钛矿太阳能电池制备的，具体涉及一种基于萘芳香胺小分子化合物埋底修饰的钙钛矿太阳能电池模组的制备方法。

背景技术：

1、钙钛矿太阳能电池(psc)因其具有成本低、效率高、可溶液加工等优势而成为最具商业化应用潜力的新型太阳能电池之一，是当前发展最快速的光伏技术，其效率可以和单晶硅太阳能电池的效率相媲美。常用的倒置钙钛矿太阳能电池结构为ito/空穴传输层/钙钛矿吸光层/电子传输层/金属电极。其中，空穴传输层和钙钛矿层的界面优化能够促进钙钛矿的成膜以及提高光生载流子的传输。

2、目前钙钛矿太阳能电池模组大多使用氧化镍作为空穴传输层，但氧化镍本身的导电性不高，影响光生载流子及电荷的传输；其次，在光照条件下，尤其是紫外光照射下，氧化镍表面的氧发生解吸附产生缺陷；另外，氧化镍层存在空位缺陷，形成非辐射复合中心，影响钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。因此，需要对氧化镍空穴传输层的埋底界面进行修饰，来钝化缺陷，从而提高钙钛矿太阳能电池模组的光电转换效率和稳定性。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种基于萘芳香胺小分子化合物埋底修饰的钙钛矿太阳能电池模组的制备方法。本申请通过利用萘芳香胺小分子化合物修饰氧化镍空穴传输层的埋底界面，从而提高载流子的传输，进而提高钙钛矿太阳能电池模组的稳定性和光电转换效率。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于萘芳香胺小分子化合物埋底修饰的钙钛矿太阳能电池模组的制备方法，包括如下步骤：

4、步骤s1、将萘芳香胺小分子化合物加入无水异丙醇中，搅拌至溶液澄清透明，备用；

5、步骤s2、将ito导电玻璃基板浸泡在步骤1所得的澄清透明溶液中1.5-2.5h，取出所述基板用干燥氮气吹干，然后再在100℃退火10min，最后将所述基板从加热台取下，室温静置10-20min，备用；

6、步骤s3、将氧化镍纳米颗粒溶液采用狭缝涂布法涂覆于步骤s2中已用萘芳香胺小分子无水异丙醇澄清透明溶液浸泡处理后的ito导电玻璃片基底上，150℃退火30min，得到致密氧化镍层；

7、步骤s4、将钙钛矿前驱体溶液采用狭缝涂布法涂覆于步骤s3所得的氧化镍层上，150℃退火30min，得钙钛矿层；

8、步骤s5、将步骤s4中已形成有钙钛矿层的ito导电玻璃片基底转移至真空蒸镀仓中，在所述钙钛矿层上蒸镀富勒烯电子传输层，然后将所述基底移出真空蒸镀仓进行激光刻线，最后将激光刻线后的基底转入真空蒸镀仓蒸镀电极层金属铜，再将蒸镀电极层后的基底移出真空蒸镀仓进行太阳能电池的激光刻线，得到钙钛矿太阳能电池模组。

9、进一步地，所述步骤s1中萘芳香胺小分子化合物的结构式如下所示：

10、

11、进一步地，所述步骤s1中萘芳香胺小分子化合物与无水异丙醇的质量比为1:20-1:50。

12、进一步地，所述步骤s2中在将ito导电玻璃基板浸泡在步骤1所得的澄清透明溶液前，需要对ito导电玻璃片基底进行预处理，所述预处理的具体过程如下：将ito导电玻璃片基底依次浸润在丙酮、异丙醇、去离子水中超声清洗15min，然后用氮气吹干，再进行等离子体照射30min。

13、进一步地，所述步骤s4中钙钛矿前驱体溶液的制备方法为：将质量比为4.6:1.7:0.1的碘化铅、甲脒氢碘酸盐、甲胺氯与体积比为4:1的二甲基亚砜和n,n-二甲基酰胺混合液搅拌混合均匀，即得钙钛矿前驱体溶液。

14、进一步地，所述步骤s5中富勒烯电子传输层的厚度为30nm；所述电极层金属铜的厚度为120nm。

15、与现有技术相比，本发明具备的积极有益效果在于：

16、本发明通过利用萘芳香胺小分子化合物来修饰氧化镍空穴传输层的埋底界面，提高了埋底界面的浸润性和稳定性，从而提高了钙钛矿层的成膜性和均一性以及钙钛矿太阳能电池模组的稳定性；而且萘芳香胺小分子化合物可以钝化缺陷，从而增强了光生载流子的传输，进而提高了钙钛矿太阳能电池模组的光电转换效率。

技术特征：

1.一种基于萘芳香胺小分子化合物埋底修饰的钙钛矿太阳能电池模组的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述一种基于萘芳香胺小分子化合物埋底修饰的钙钛矿太阳能电池模组的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中萘芳香胺小分子化合物的结构式如下所示：

3.根据权利要求1所述一种基于萘芳香胺小分子化合物埋底修饰的钙钛矿太阳能电池模组的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中萘芳香胺小分子化合物与无水异丙醇的质量比为1:20-1:50。

4.根据权利要求1所述一种基于萘芳香胺小分子化合物埋底修饰的钙钛矿太阳能电池模组的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中在将ito导电玻璃基板浸泡在步骤1所得的澄清透明溶液前，需要对ito导电玻璃片基底进行预处理，所述预处理的具体过程如下：将ito导电玻璃片基底依次浸润在丙酮、异丙醇、去离子水中超声清洗15min，然后用氮气吹干，再进行等离子体照射30min。

5.根据权利要求1所述一种基于萘芳香胺小分子化合物埋底修饰的钙钛矿太阳能电池模组的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中钙钛矿前驱体溶液的制备方法为：将质量比为4.6:1.7:0.1的碘化铅、甲脒氢碘酸盐、甲胺氯与体积比为4:1的二甲基亚砜和n,n-二甲基酰胺混合液搅拌混合均匀，即得钙钛矿前驱体溶液。

6.根据权利要求1所述一种基于萘芳香胺小分子化合物埋底修饰的钙钛矿太阳能电池模组的制备方法，其特征在于，所述步骤s5中富勒烯电子传输层的厚度为30nm；所述电极层金属铜的厚度为120nm。

技术总结
本发明公开了一种基于萘芳香胺小分子化合物埋底修饰的钙钛矿太阳能电池模组的制备方法，包括如下步骤：(1)萘芳香胺小分子异丙醇溶液的制备；(2)埋底界面的制备；(3)氧化镍空穴传输层的制备；(4)钙钛矿层的制备；(5)电子传输层和电极层的制备，完成钙钛矿太阳能电池模组的制备。本发明通过利用萘芳香胺小分子化合物来修饰氧化镍空穴传输层的埋底界面，提高了埋底界面的浸润性和稳定性，从而提高了钙钛矿层的成膜性和均一性以及钙钛矿太阳能电池模组的稳定性；而且萘芳香胺小分子化合物还可以钝化埋底界面的缺陷，从而增强了光生载流子的传输，进而提高了钙钛矿太阳能电池模组的光电转换效率。

技术研发人员：刘天俊,侯雪艳,王鑫,石文达
受保护的技术使用者：苏州黑冕光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/20