一种提高钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的方法

本发明属于钛矿太阳能电池制备，具体涉及一种提高钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的方法。

背景技术：

1、作为一种新的光伏技术之一，钙钛矿太阳能电池有许多优点，如光吸收系数大、小的激子结合能、长载流子扩散范围、可调节的带隙和简单的制造工艺等。在研究人员的广泛研究下，其光电转换效率已达到26.7%，展现出极为可观的应用潜力，未来极有可能取代单晶硅太阳能电池，进而迈向大规模商业化生产的新阶段，成为引领下一代的创新型、高效能薄膜太阳能电池，在可再生能源领域中崭露头角并发挥关键作用。然而，由于钙钛矿材料对水分和氧气敏感的特性，钙钛矿太阳能电池的稳定性一直是阻碍其发展和商业化进程的难题。此外，在钙钛矿薄膜的表面和晶界上存在大量缺陷，导致光生载流子非辐射符合，降低了钙钛矿太阳能电池的性能。表面钝化可以抑制缺陷的不良影响，提高钙钛矿太阳能电池的性能。缺陷钝化不但可以减少载流子复合，从而提升器件的光电性能，还可以有效阻挡水分、氧气等环境因素对钙钛矿材料的侵蚀，从而延长电池在潮湿环境下的使用寿命。4-氟邻苯二甲酸酐(4-fa)之所以能作为钝化剂的原因是其带有两个羰基(-c=o)，可以提供孤电子对，此外，苯环上的f原子具有强电负性，容易与-nh2上的h形成氢键。目前还尚未有4-氟邻苯二甲酸酐在钙钛矿太阳能电池中的应用的相关专利报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提高钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的方法，通过在钙钛矿太阳能电池的钙钛矿吸光层中引入4-氟邻苯二甲酸酐，可以有效抑制钙钛矿薄膜表面缺陷的不良影响，提高钙钛矿太阳能电池的性能，并延长电池在潮湿环境下的使用寿命。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种提高钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的方法：在钙钛矿太阳能电池的钙钛矿吸光层中引入4-氟邻苯二甲酸酐。

4、将4-氟邻苯二甲酸酐配制成0.01-0.1 mg/ml溶液，采用旋涂法、浸渍法或滴涂法涂覆在钙钛矿薄膜上。溶剂为氯苯、甲苯、乙酸乙酯中的至少一种。

5、本发明的有益效果在于：将4-fa引入到钙钛矿太阳能电池当中，4-fa中的-c=o具有富电荷特性，能捕获并中和钙钛矿中未配位的pb2+缺陷，同时，由于4-fa中的-f与钙钛矿前驱体单体之间形成了氢键，钙钛矿薄膜的结晶过程得到了优化，因此，通过缺陷钝化和结晶改善的综合作用，钙钛矿太阳能电池的最高光电转换效率达23.97%。 在空气中放置60天后，基于4-fa的钙钛矿太阳能电池仍能保持87%的初始效率，这彰显了4-fa作为缺陷钝化添加剂在开发高性能且稳定的钙钛矿太阳能电池方面的巨大潜力。

技术特征：

1.一种提高钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的方法，其特征在于：在钙钛矿太阳能电池的钙钛矿吸光层中引入4-氟邻苯二甲酸酐。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将4-氟邻苯二甲酸酐配制成0.01-0.1 mg/ml溶液，采用旋涂法、浸渍法或滴涂法涂覆在钙钛矿薄膜上。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：溶剂为氯苯、甲苯、乙酸乙酯中的至少一种。

技术总结
本发明公开了一种提高钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的方法，属于钛矿太阳能电池制备技术领域。采用的技术方案是在钙钛矿太阳能电池的钙钛矿吸光层中引入4‑氟邻苯二甲酸酐。将4‑氟邻苯二甲酸酐作为钝化剂，可以有效抑制钙钛矿薄膜表面缺陷的不良影响，提高钙钛矿太阳能电池的性能，并延长电池在潮湿环境下的使用寿命。方法简单有效，应用前景广阔。

技术研发人员：李亚峰,刘晨思,魏明灯
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/7