一种精确调控碳基介孔钙钛矿太阳能电池钙钛矿在各介孔层填充生长的方法

本发明涉及碳基介孔钙钛矿太阳能电池薄膜制备，具体涉及一种精确调控碳基介孔钙钛矿太阳能电池钙钛矿在各介孔层填充生长的方法。

背景技术：

1、目前研究报道的钙钛矿太阳能电池最高光电效率已经达到25.7%。而碳基介孔钙钛矿太阳能电池的效率只有18%左右，但其优势体现在最大功率点能够稳定工作超过9000小时，而且制备工艺简单廉价。要实现碳基介孔钙钛矿太阳能电池的商业化大规模生产应用，亟需提升其光电转换效率。研究表明，制约碳基介孔钙钛矿太阳能电池光电转换效率的因素包括：（1）钙钛矿薄膜与碳电极的能级不匹配，接触不紧密，而且碳电极导电性查，载流子迁移率低；（2）钙钛矿薄膜晶体在介孔层中的生长质量差，缺陷态多，复合严重；（3）钙钛矿薄膜需要掺杂；（4）电子和空穴传输介孔层薄膜需要掺杂提升导电性，而且需要控制薄膜的形貌结构；（5）界面工程等。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明采用四介孔层架构的介孔钙钛矿太阳能电池，通过精确调控各介孔层薄膜的孔隙大小、孔隙率、厚度、表面粗糙度和取向性等控制钙钛矿在介孔层的填充生长，从而提高碳基介孔钙钛矿太阳能电池光电转换效率。本发明通过分别改变制备四种介孔层薄膜采用的溶液粒径、薄膜厚度、衬底在火焰下的通过次数和退火温度等，制备不同形貌、不同孔隙率、不同表面粗糙度和不同取向性等特性的介孔层薄膜，从而控制钙钛矿薄膜的填充生长，为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

2、参看图1，制备tio2浆料时采用不同粒径的tio2纳米颗粒，可以控制介孔电子传输层tio2薄膜的孔隙率和孔隙大小，孔隙大小能够控制钙钛矿的填充效果，孔隙率能够控制钙钛矿的填充量，从而调控钙钛矿在tio2介孔电子传输层的填充生长；制备zro2薄膜时改变松油醇和zro2粉末的质量比，其他组分保持不变，达到控制介孔支撑层zro2薄膜的厚度的效果，从而对钙钛矿的填充量进行控制，从而调控钙钛矿在zro2介孔支撑层的填充生长；制备nio薄膜时改变火焰辅助化学气相沉积法中衬底在火焰下通过的次数来改变介孔空穴传输层 nio薄膜的孔隙率、表面粗糙度、结晶度，从而控制钙钛矿的填充效果以及钙钛矿的填充量，从而调控钙钛矿在nio介孔空穴传输层的填充生长；制备c薄膜时改变退火的温度来控制背电极c薄膜的表面粗糙度以及碳层的取向性，其中粗糙度和取向性会影响钙钛矿的填充效果，从而调控钙钛矿在c层的填充生长。

技术特征：

1.一种精确调控碳基介孔钙钛矿太阳能电池钙钛矿在各介孔层填充生长的方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开了一种能够精确调控钙钛矿在碳基介孔钙钛矿太阳能电池填充生长的方法，改变制备TiO<subgt;2</subgt;薄膜浆料的TiO<subgt;2</subgt;粉末粒径来改变孔隙率以及孔隙大小，调控钙钛矿的填充生长；改变ZrO<subgt;2</subgt;薄膜的厚度来调控钙钛矿的填充生长，影响电池的开路电压和填充因子；使用火焰辅助化学气相沉积制备NiO薄膜，改变其在火焰下的通过次数调控NIO薄膜的粗糙度、结晶度、孔隙率，调控钙钛矿的填充生长；改变制备背电极C薄膜时的退火温度来调控碳层的表面粗糙度和取向性，调控钙钛矿的填充生长。本发明通过改变介孔层的溶液粒径、薄膜厚度、制备方法和退火温度等，实现对碳基介孔钙钛矿太阳能电池各介孔层薄膜的形貌精确调控，从而调控钙钛矿在各介孔层的填充生长。技术研发人员：杨崇秋,刘云龙,宋汝君,杨小辉受保护的技术使用者：山东理工大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14