一种太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法及太阳能电池

本发明涉及光伏发电，特别是指一种太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法及太阳能电池。

背景技术：

1、金属卤化物钙钛矿太阳能电池(pscs)由于其优异的光电性能和快速提高的能量转换效率(pce)收获了研究者的广泛关注。目前钙钛矿太阳能电池的认证效率已经达到26.1％，已经可以和单晶硅电池相媲美。然而，在钙钛矿层的结晶过程中会不可避免地产生缺陷，有研究证明大部分缺陷集中在钙钛矿表面。现有的处理方法通常采用带有路易斯酸或路易斯碱基团的钝化剂对钙钛矿层进行后处理，来钝化表面缺陷。然而，侧基过分增强了钝化分子的钝化强度，也会对钙钛矿产生负面效果。因此，针对钙钛矿太阳能电池在结晶过程中产生的缺陷还需要进一步优化改进方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法及太阳能电池，通过研究设计一种温和的钝化分子，可以用来调控侧基，在不破坏钙钛矿的同时有效和缺陷位点结合，从而有效提高电池的导电性能，解决了钙钛矿太阳能电池的钙钛矿层在结晶过程中产生缺陷，导致电池性能降低的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、本发明实施例提供一种太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法，包括：

4、提供导电玻璃衬底；

5、对所述导电玻璃衬底表面进行处理，得到基板；

6、在所述基板上形成电子传输层；

7、将形成电子传输层的所述基板依次旋涂前驱体溶液和后处理溶液，在所述电子传输层上形成钙钛矿层和表面由1-(3,4-二氯苯基)双胍盐酸盐(dbgcl)钝化的钙钛矿薄膜。

8、可选的，对所述导电玻璃衬底表面进行处理，得到基板，包括：

9、将所述导电玻璃衬底依次使用洗涤剂、去离子水和乙醇进行冲洗；

10、将冲洗后的所述导电玻璃衬底浸泡在无水乙醇中，并进行超声波清洗；

11、将清洗后的所述导电玻璃衬底使用干气流干燥，得到基板。

12、可选的，在所述基板上形成电子传输层，包括：

13、对所述基板进行第一预设时长的紫外臭氧清洗；

14、对紫外臭氧清洗后的所述基板进行加热，使所述基板的温度达到第一预设温度；

15、将c-tio2溶液均匀喷洒在加热后的基板上，并冷却到室温，使c-tio2沉积在所述基板上；

16、将m-tio2溶液旋涂在沉积有c-tio2的所述基板上，所述基板旋涂后经过两次加热处理再冷却到室温，形成电子传输层。

17、可选的，将m-tio2溶液旋涂在沉积有c-tio2的所述基板时，所述基板的旋涂转速大于3000rpm，旋涂时长超过30s。

18、可选的，所述基板旋涂后经过两次加热处理，包括：

19、所述基板旋涂后先以大于80℃的温度加热超过10min，再以大于500℃的温度加热超过1h。

20、可选的，将形成电子传输层的所述基板依次旋涂前驱体溶液和后处理溶液，在所述电子传输层上形成钙钛矿层和表面由1-(3,4-二氯苯基)双胍盐酸盐(dbgcl)钝化的钙钛矿薄膜，包括：

21、将形成电子传输层的所述基板进行紫外臭氧清洗；

22、对紫外臭氧清洗后的所述基板旋涂前驱体溶液，并依次进行第一退火处理和冷却处理；

23、对冷却后的所述基板旋涂后处理溶液，经过第二退火处理后在所述电子传输层上形成表面由1-(3,4-二氯苯基)双胍盐酸盐(dbgcl)钝化的钙钛矿薄膜。

24、可选的，所述前驱体溶液和后处理溶液按照以下过程形成：

25、按照化学通式mapbi3中的元素摩尔比进行配料；其中，mai与pbi2的摩尔量比为1:1；溶于n，n-二甲基甲酰胺(dmf)和二甲基亚砜(dmso)的体积比为635:71的混合溶剂中常温搅拌4h，得到前驱体溶液；

26、将0.7mgdbgcl加入异丙醇(ipa)和乙酸乙酯(ea)体积比为5:1的混合溶液中，70℃加热搅拌2～6h，获得后处理溶液。

27、可选的，对紫外臭氧清洗后的所述基板旋涂前驱体溶液，并依次进行第一退火处理和冷却处理，包括：

28、对紫外臭氧清洗后的所述基板在旋涂转速为3000～4000rpm、旋涂时长超过25s的条件下旋涂所述前驱体溶液，并滴加120μlea，经过65℃退火1min和100℃退火10min后，冷却到室温。

29、可选的，对冷却后的所述基板旋涂后处理溶液，经过第二退火处理后在所述电子传输层上形成表面由1-(3,4-二氯苯基)双胍盐酸盐(dbgcl)钝化的钙钛矿薄膜，包括：

30、对冷却后的所述基板在旋涂转速为3000～4000rpm、旋涂时长超过30s的条件下旋涂所述后处理溶液，经100℃退火5～10min后得到表面钝化由1-(3,4-二氯苯基)双胍盐酸盐(dbgcl)钝化的钙钛矿薄膜。

31、本发明实施例还提供一种太阳能电池，包括：

32、基板；

33、电子传输层，所述电子传输层位于所述基板表面；

34、钙钛矿层，所述钙钛矿层位于所述电子传输层表面，所述钙钛矿层表面形成有表面钝化的钙钛矿薄膜，所述钙钛矿薄膜通过1-(3,4-二氯苯基)双胍盐酸盐(dbgcl)钝化处理形成；

35、和对电极层，所述对电极层位于所述钙钛矿层的钙钛矿薄膜表面。

36、本发明的技术方案至少包括以下效果：

37、本发明的太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法，通过提供导电玻璃衬底；对所述导电玻璃衬底表面进行处理，得到基板；在所述基板上形成电子传输层；将形成电子传输层的所述基板依次旋涂前驱体溶液和后处理溶液，在所述电子传输层上形成钙钛矿层和表面由1-(3,4-二氯苯基)双胍盐酸盐(dbgcl)钝化的钙钛矿薄膜，提供了一种可以在不破坏钙钛矿的同时稳定钝化钙钛矿表面缺陷的新型分子，降低了钙钛矿太阳能电池缺陷态密度，减少了非辐射复合，提高了钙钛矿太阳能电池的导电性和空气稳定性。

技术特征：

1.一种太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法，其特征在于，对所述导电玻璃衬底表面进行处理，得到基板，包括：

3.根据权利要求2所述的太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法，其特征在于，在所述基板上形成电子传输层，包括：

4.根据权利要求3所述的太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法，其特征在于，将m-tio2溶液旋涂在沉积有c-tio2的所述基板时，所述基板的旋涂转速大于3000rpm，旋涂时长超过30s。

5.根据权利要求3所述的太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法，其特征在于，所述基板旋涂后经过两次加热处理，包括：

6.根据权利要求1所述的太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法，其特征在于，将形成电子传输层的所述基板依次旋涂前驱体溶液和后处理溶液，在所述电子传输层上形成钙钛矿层和表面由1-(3,4-二氯苯基)双胍盐酸盐(dbgcl)钝化的钙钛矿薄膜，包括：

7.根据权利要求6所述的太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法，其特征在于，所述前驱体溶液和后处理溶液按照以下过程形成：

8.根据权利要求6所述的太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法，其特征在于，对紫外臭氧清洗后的所述基板旋涂前驱体溶液，并依次进行第一退火处理和冷却处理，包括：

9.根据权利要求6所述的太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法，其特征在于，对冷却后的所述基板旋涂后处理溶液，经过第二退火处理后在所述电子传输层上形成表面由1-(3,4-二氯苯基)双胍盐酸盐(dbgcl)钝化的钙钛矿薄膜，包括：

10.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

技术总结本发明提供了一种太阳能电池钙钛矿表面分子修饰方法及太阳能电池，属于光伏发电技术领域，解决了钙钛矿太阳能电池的钙钛矿层在结晶过程中产生缺陷，导致电池性能降低的问题。该方法包括：提供导电玻璃衬底；对导电玻璃衬底表面进行处理，得到基板；在基板上形成电子传输层；将形成电子传输层的基板依次旋涂前驱体溶液和后处理溶液，在电子传输层上形成钙钛矿层和表面由1‑(3,4‑二氯苯基)双胍盐酸盐(DBGCl)钝化的钙钛矿薄膜。本发明的技术方案提供一种可以在不破坏钙钛矿的同时稳定钝化钙钛矿表面缺陷的新型分子，降低了钙钛矿太阳能电池缺陷态密度，减少了非辐射复合，提高了钙钛矿太阳能电池的导电性和空气稳定性。技术研发人员：王诗雨,唐一文,陈祥杰,程越,冉洪冰受保护的技术使用者：深圳职业技术大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14