提升钙钛矿太阳能电池基底电极的浸润性的方法、钙钛矿太阳能电池及其制备方法

本发明涉及钙钛矿太阳能电池，尤其涉及提升钙钛矿太阳能电池基底电极的浸润性的方法、钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、经过十余年的发展，钙钛矿太阳能电池的光电转化效率已经达到26.1％，已经可以与现在已经商业化的硅电池媲美。除了高性能之外，使用简单的溶液加工方法便可制得钙钛矿太阳能电池，制备过程能耗较低、成本低廉，成为最具前途的新兴光伏技术之一。其中，自组装分子(sam)层的应用使得倒置结构钙钛矿太阳能电池凭借其高空穴电导率和可忽略的寄生吸收而实现高效率。然而，sam层前驱体溶液在透明导电玻璃基板(ito或fto)表面的浸润性较差，导致sam层在基底上的覆盖率较差，进而影响钙钛矿薄膜的结晶度，增加缺陷，影响钙钛矿吸光层成膜质量。

2、目前，虽然已经开发了紫外臭氧协同作用的方法来改善sam覆盖度低的问题，但该方法较为单一，在玻璃基底表面形成的羟基自由基也较少。

3、因此，现有技术还有待于进一步的改进和提升。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供提升钙钛矿太阳能电池基底电极的浸润性的方法、钙钛矿太阳能电池及其制备方法，该方法可以提升基底电极表形羟基自由基的浓度，提升基底电极的浸润性，进而提升asm层的覆盖率。所述技术方案如下：

2、第一方面，一种提升钙钛矿太阳能电池基底电极的浸润性的方法，其中，包括：采用含有水汽、氮气以及氧气的混合气体对基底电极进行等离子处理。

3、作为优选方案，所述的提升钙钛矿太阳能电池基底电极的浸润性的方法，其中，所述混合气体中，所述水汽占比为20％～30％。

4、第二方面，一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，包括：

5、提供基底电极；所述基底电极采用第一方案所述的方法处理；

6、在所述基底电极的表面制备空穴传输层；

7、在所述空穴传输层的表面制备钙钛矿吸光层，得到基片；

8、在所述基片上制备电子传输层、空穴阻挡层以及顶电极，得到钙钛矿太阳能电池。

9、作为优选方案，所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述在所述基底电极的表面制备空穴传输层，具体包括：

10、将[2-(3,6-二甲氧基-9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸溶解在n,n-二甲基甲酰胺溶剂中，得到前驱体溶液；

11、将所述前驱体溶液涂布在所述基底电极表面，经第一退火处理，得到所述空穴传输层。

12、作为优选方案，所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述前躯体溶液的浓度为0.5～1.5mg/ml。

13、作为优选方案，所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述第一退火处理的温度为90～110℃，退火时间为8-20min。

14、作为优选方案，所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述空穴传输层的厚度为1～100nm。

15、作为优选方案，所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述钙钛矿吸光层的制备方法包括：

16、将钙钛矿前驱体溶液涂覆在所述空穴传输层上，经第二退火处理，得到所述钙钛矿吸光层；

17、所述钙钛矿前驱体溶液包含碘化铅、氯化铅与碘化铯、甲脒氢碘酸盐、n,n-二甲基甲酰胺及n-甲基-2-吡咯烷酮。

18、作为优选方案，所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，所述电子传输层的制备方法包括：采用真空蒸镀设备，在所述基片的表面蒸镀电子传输层材料，得到所述电子传输层。

19、第三方面，一种钙钛矿太阳能电池，其中，采用上述任一所述的制备方法制备得到。

20、有益效果：与现有技术相比，本发明采用水汽、氮气和氧气的混合气体对基底电极进行等离子处理，提升了基底电极表面的羟基自由基浓度，提升了基底电极的浸润性。进而可以提升sam的覆盖率，提高钙钛矿的结晶度，并在不损伤原有钙钛矿表面晶体结构以及最终器件的电荷收集效率下，进一步提升器件性能效率。

技术特征：

1.一种提升钙钛矿太阳能电池基底电极的浸润性的方法，其特征在于，包括：采用含有水汽、氮气以及氧气的混合气体对基底电极进行等离子处理。

2.根据权利要求1所述的提升钙钛矿太阳能电池基底电极的浸润性的方法，其特征在于，所述混合气体中，所述水汽占比为20％～30％。

3.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

4.权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在所述基底电极的表面制备空穴传输层，具体包括：

5.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述前躯体溶液的浓度为0.5～1.5mg/ml。

6.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一退火处理的温度为90～110℃，退火时间为8-20min。

7.权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述空穴传输层的厚度为1～100nm。

8.权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿吸光层的制备方法包括：

9.权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述电子传输层的制备方法包括：采用真空蒸镀设备，在所述基片的表面蒸镀电子传输层材料，得到所述电子传输层。

10.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，采用权利要求3-9任一所述的制备方法制备得到。

技术总结本发明涉及钙钛矿太阳能电池技术领域，尤其涉及提升钙钛矿太阳能电池基底电极的浸润性的方法、钙钛矿太阳能电池及其制备方法。提升钙钛矿太阳能电池基底电极的浸润性的方法，包括：采用含有水汽、氮气以及氧气的混合气体对基底电极进行等离子处理。以[2‑(3,6‑二甲氧基‑9H‑咔唑‑9‑基)乙基]膦酸作为制备空穴传输层的前驱体材料，在处理后的基底电极上制备出空穴传输层，然后依次制备出钙钛矿吸光层、电子传输层、空穴阻挡层以及金属电极，得到钙钛矿太阳能电池。本发明有效地提升了玻璃基片表面的羟基自由基的浓度，提高了表面的浸润性，进而提升SAM的覆盖率，从而提高钙钛矿的结晶度。技术研发人员：张杰,胡笑乐,杨春雷,胡金京,李文欢,陈霞,张杰,王紫瑶,杨清岚,李乐群,李文豪受保护的技术使用者：中国科学院深圳先进技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/18