一种棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用

本发明属于钙钛矿电池，具体涉及一种棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用。

背景技术：

1、棉酚是棉花产业的副产物之一，可用作药物等，但由于需求较少，无法充分利用。目前尚无棉酚应用于光电器件的相关研究。

技术实现思路

1、本发明的目的在于一种棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用。通过在钙钛矿太阳能电池的电子传输层与钙钛矿层之间形成一层棉酚或羧酸棉酚层，可明显提升钙钛矿太阳能电池的电池性能，拓宽棉酚的应用范围。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用，通过在钙钛矿电池的电子传输层与钙钛矿层间形成一层棉酚或羧酸棉酚层，以提升钙钛矿太阳能电池的性能；

4、所述棉酚的cas号为303-45-7；所述羧酸棉酚的cas号为103276-29-5。

5、其中棉酚与羧酸棉酚的结构式分别见式1和式2：

6、

7、优选地，所述钙钛矿电池的结构包括依次结合的基底层、透明电极层、电子传输层、棉酚或羧酸棉酚层、钙钛矿层、空穴传输层和金属电极层。

8、优选地，所述棉酚或羧酸棉酚层的厚度为1-50nm。

9、优选地，所述棉酚或羧酸棉酚层的制备步骤包括：将棉酚或羧酸棉酚溶于溶剂中制备成浓度为0.01～10mg/ml的溶液，再涂布于电子传输层上，退火，制得棉酚或羧酸棉酚层。

10、更优选地，所述溶剂包括水、dmf、dmso、四氢呋喃、氯仿、乙醇和异丙醇中的一种或多种混合；所述退火的时间为10s～10min。

11、优选地，所述电子传输层的原料包括二氧化锡或二氧化钛。

12、优选地，所述钙钛矿层的原料包括fapbbr3、fapbi3、cspbbr3、cspbi3、mapbbr3、mapbi3、fapbcl3、cspbcl3、mapbcl3、fasnbr3、fasni3、cssnbr3、cssni3、masnbr3、masni3、fasncl3、cssncl3、mapbi3、mapbbr3、mapbcl3和masncl3中的一种或多种。

13、优选地，所述基底层的原料包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚酰亚胺。

14、优选地，所述透明电极层的原料包括氧化铟锡(ito)或氟掺杂氧化锡(fto)。

15、优选地，所述空穴传输层的原料包括2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(spiro-ometad)、聚3-己基噻吩(p3ht)和聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](ptaa)中的一种或多种。

16、优选地，所述金属电极层的原料包括铝、铜、银或金。

17、本发明的有益技术效果如下：

18、本发明通过在钙钛矿太阳能电池的电子传输层与钙钛矿层之间形成一层棉酚层，可明显提升钙钛矿太阳能电池的电池性能；另外，针对棉酚中的醛基容易被氧化的特性，通过将棉酚转化为羧酸棉酚提升其稳定性，再用于在钙钛矿太阳能电池的电子传输层与钙钛矿层之间形成一层羧酸棉酚层，可进一步提升钙钛矿太阳能电池的电池性能。本发明提供的技术方案拓宽了棉酚的应用范围。

技术特征：

1.一种棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用，其特征在于，通过在钙钛矿电池的电子传输层与钙钛矿层间形成一层棉酚或羧酸棉酚层，以提升钙钛矿太阳能电池的性能；

2.根据权利要求1所述的棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用，其特征在于，所述钙钛矿电池的结构包括依次结合的基底层、透明电极层、电子传输层、棉酚或羧酸棉酚层、钙钛矿层、空穴传输层和金属电极层。

3.根据权利要求1或2所述的棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用，其特征在于，所述棉酚或羧酸棉酚层的厚度为1-50nm。

4.根据权利要求1或2所述的棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用，其特征在于，所述棉酚或羧酸棉酚层的制备步骤包括：将棉酚或羧酸棉酚溶于溶剂中制备成浓度为0.01～10mg/ml的溶液，再涂布于电子传输层上，退火，制得棉酚或羧酸棉酚层。

5.根据权利要求1或2所述的棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用，其特征在于，所述电子传输层的原料包括二氧化锡或二氧化钛。

6.根据权利要求1或2所述的棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用，其特征在于，所述钙钛矿层的原料包括fapbbr3、fapbi3、cspbbr3、cspbi3、mapbbr3、mapbi3、fapbcl3、cspbcl3、mapbcl3、fasnbr3、fasni3、cssnbr3、cssni3、masnbr3、masni3、fasncl3、cssncl3、mapbi3、mapbbr3、mapbcl3和masncl3中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用，其特征在于，所述基底层的原料包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。

8.根据权利要求2所述的棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用，其特征在于，所述透明电极层的原料包括氧化铟锡或氟掺杂氧化锡。

9.根据权利要求2所述的棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用，其特征在于，所述空穴传输层的原料包括2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、聚3-己基噻吩和聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]中的一种或多种。

10.根据权利要求2所述的棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用，其特征在于，所述金属电极层的原料包括铝、铜、银或金。

技术总结本发明公开了一种棉酚或羧酸棉酚在提升钙钛矿太阳能电池性能中的应用，属于钙钛矿电池技术领域。通过在钙钛矿电池的电子传输层与钙钛矿层间形成一层棉酚或羧酸棉酚层，以提升钙钛矿太阳能电池的性能。本发明通过在钙钛矿太阳能电池的电子传输层与钙钛矿层之间形成一层棉酚层，可明显提升钙钛矿太阳能电池的电池性能；另外，针对棉酚中的醛基容易被氧化的特性，通过将棉酚转化为羧酸棉酚提升其稳定性，再用于在钙钛矿太阳能电池的电子传输层与钙钛矿层之间形成一层羧酸棉酚层，可进一步提升钙钛矿太阳能电池的电池性能。本发明提供的技术方案拓宽了棉酚的应用范围。技术研发人员：徐双娇,马磊,方丹,田新权,魏喜,吴云静受保护的技术使用者：中国农业科学院西部农业研究中心技术研发日：技术公布日：2025/1/6