CN113948646A - 一种钙钛矿多晶薄膜的钝化方法和电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钙钛矿多晶薄膜的钝化方法，包括：将掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜浸泡于环己烷溶液中，然后干燥，得到干燥的钙钛矿薄膜；将所述干燥的钙钛矿薄膜进行钝化。本发明提供的钝化方法，能够在钙钛矿的晶界处和表面处同时形成钝化层，利用聚苯乙烯的苯环与钙钛矿之间的库仑相互作用和分子间π‑π共轭作用，减少或捕获钙钛矿中路易斯酸型的表面缺陷，同时，聚苯乙烯的长链结构增强了苯环的电子沉积能力；将钝化剂通过刮涂、旋涂、溶液浸渍、熏蒸等方法在钙钛矿层表面形成钝化层，可以最终实现对钙钛矿晶界和表面的定量、定位钝化，显著提升钙钛矿电池的效率和稳定性。本发明还提供了一种电池。

Description

一种钙钛矿多晶薄膜的钝化方法和电池
技术领域
本发明属于钙钛矿多晶薄膜技术领域，尤其涉及一种钙钛矿多晶薄膜的钝化方法和电池。
背景技术
金属卤化物钙钛矿材料由于其优异的光电性能，被认为是最具潜力的半导体材料(光吸收效率105cm-1、载流子扩散距离>1μm、缺陷容限1010～1016cm-3)。目前，单结钙钛矿太阳能电池的效率已突破25％，但由于在结晶过程中，在晶界和表面处会形成大量的多种形式的缺陷，这些缺陷作为非辐射复合的核心，严重影响钙钛矿太阳能电池的性能。
受硅基太阳能电池钝化工艺的启发，通过添加合适的化学分子，可以有效调控钙钛矿的结晶和生长过程。目前常用的钝化剂包括路易斯酸型(如金属阳离子、有机阳离子、两性离子)，路易斯碱型(阴离子、S-施主、N-施主、O-施主等)以及多功能官能团钝化。
钙钛矿多晶薄膜的缺陷多存在其晶界和表面，对钙钛矿多晶薄膜的晶界和表面进行钝化是实现器件效率和稳定提升的有效手段。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钙钛矿多晶薄膜的钝化方法，本发明提供的钝化方法具有较好的钝化效果。
本发明提供了一种钙钛矿多晶薄膜的钝化方法，包括：
将掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜浸泡于环己烷中，然后干燥，得到干燥的钙钛矿薄膜；
将所述干燥的钙钛矿薄膜进行钝化。
优选的，所述掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜的厚度为100～800nm。
优选的，所述掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜的制备方法包括：
将聚苯乙烯和钙钛矿前驱体溶液混合，得到混合液；
将所述混合液进行成膜后退火，得到掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜。
优选的，所述钙钛矿前驱体溶液包括：
碘化物、有机盐和溶剂。
优选的，所述聚苯乙烯和钙钛矿前驱体溶液的质量比为1：(1000～20)。
优选的，所述掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜的制备方法包括：
将聚苯乙烯和碘化物溶液混合，得到混合液；
将所述混合液进行沉积，得到薄膜；
将有机盐在所述薄膜表面进行沉积后退火，得到掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜。
优选的，所述碘化物选自碘化铅和碘化锡中的一种或两种。
优选的，所述有机盐选自碘甲胺和碘甲醚中的一种或两种。
优选的，所述聚苯乙烯的摩尔量为碘化物摩尔量的0.1～5％；
所述碘化物和有机盐的摩尔比为1：(0.2～2)。
优选的，所述钝化为采用钝化剂进行钝化；所述钝化剂中含有金属阳离子、有机阳离子、阴离子、路易斯酸和/或路易斯碱。
本发明提供了一种电池，包括：上述技术方案所述的方法制备得到的钝化后的钙钛矿多晶薄膜。
本发明提供的钝化方法，能够在钙钛矿的晶界处和表面处同时形成钝化层，利用聚苯乙烯的苯环与钙钛矿之间的库仑相互作用和分子间π-π共轭作用，减少或捕获钙钛矿中路易斯酸型的表面缺陷，同时，聚苯乙烯的长链结构增强了苯环的电子沉积能力；将钝化剂通过刮涂、旋涂、溶液浸渍、熏蒸等方法在钙钛矿层表面形成钝化层，最终实现对钙钛矿的定量、定位钝化，显著提升钙钛矿电池的效率和稳定性。
附图说明
图1为本发明提供的钙钛矿多晶薄膜的钝化效果示意图；
图2为本发明实施例4制备的电池的性能检测结果。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
本发明提供了一种钙钛矿多晶薄膜的钝化方法，包括：
将掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜浸泡于环己烷溶液中，然后干燥，得到干燥的钙钛矿薄膜；
将所述干燥的钙钛矿薄膜进行钝化。
在本发明中，所述掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜的厚度优选为100～800nm，更优选为200～700nm，更优选为300～600nm，最优选为400～500nm。
在本发明中，所述掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜的制备方法优选包括：
将聚苯乙烯和钙钛矿前驱体溶液混合，得到混合液；
将所述混合液进行成膜后退火，得到掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜。
在本发明中，所述钙钛矿前驱体溶液优选包括：
碘化物、有机盐和溶剂。
在本发明中，所述碘化物优选选自碘化铅和碘化锡中的一种或两种。
在本发明中，所述有机盐优选选自碘甲胺和碘甲醚中的一种或两种。
在本发明中，所述溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺。
在本发明中，所述碘化物和有机盐的摩尔比优选为1：(0.2～2)，更优选为1：(0.5～1.5)，更优选为1：(0.8～1.2)，最优选为1：1。
在本发明中，所述碘化物在钙钛矿前驱体溶液中的浓度优选为0.5～2mol/L，更优选为0.8～1.5mol/L，最优选为1～1.2mol/L。
在本发明中，所述有机盐在钙钛矿前驱体溶液中的浓度优选为0.1～4mol/L，更优选为0.5～3mol/L，最优选为1～2mol/L。
在本发明中，所述N,N-二甲基甲酰胺的用量优选使碘化物和有机盐的浓度在上述范围内。
在本发明中，所述混合的方法优选包括：
将聚苯乙烯溶解于钙钛矿前驱体溶液中进行均匀分散。
在本发明中，所述聚苯乙烯和钙钛矿前驱体溶液的质量比优选为1：(1000～20)，更优选为1：(50～900)，更优选为1：(100～800)，更优选为1：(200～600)，更优选为1：(300～500)，最优选为1：400。
在本发明中，所述成膜的方法优选包括：旋涂、刮涂或狭缝涂布等。
在本发明中，所述旋涂过程中的转速优选为500～5000rpm，更优选为1000～4000rpm，最优选为2000～3000rpm；时间优选为10～60s，更优选为20～50s，最优选为30～40s。
在本发明中，所述刮涂过程中的注液优选为20～100μl，更优选为50～80μl，最优选为60～70μl；刮涂速度优选为5～20mm/s，更优选为10～15mm/s，最优选为12～13mm/s。
在本发明中，所述狭缝涂布过程中的注液优选为20～100μl，更优选为50～80μl，最优选为60～70μl；涂布速度优选为5～20mm/s，更优选为10～15mm/s，最优选为12～13mm/s。
在本发明中，所述成膜优选在电荷传输层表面进行成膜。
在本发明中，所述电荷传输层的成分优选选自富勒烯以及富勒烯衍生物、MoOx、TiOx、NiOx、WOx、SnOx、CuOx、CuSCN以及它们的掺杂体、spiro-OMeTAD(2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴)、P3HT(聚3-己基噻吩)和PTAA(聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])中的一种或几种，x为0～1。
在本发明中，所述电荷传输层的厚度优选为20～200nm，更优选为50～150nm，更优选为80～120nm，最优选为100nm。
在本发明中，所述退火的温度优选为120～150℃，更优选为130～140℃，最优选为135℃；所述退火的时间优选为10～30min，更优选为15～25min，最优选为20min。
在本发明中，所述掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜的制备方法优选包括：
将聚苯乙烯和碘化物溶液混合，得到混合液；
将所述混合液进行成膜，得到薄膜；
将有机盐在所述薄膜表面进行沉积后退火，得到掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜。
在本发明中，所述碘化物和有机盐的种类与上述技术方案一致。
在本发明中，所述碘化物溶液中的溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺；所述碘化物溶液的浓度优选为0.5～2mol/L，更优选为1～1.5mol/L，最优选为1.2～1.3mol/L。
在本发明中，所述聚苯乙烯的摩尔量优选为碘化物摩尔量的0.1～5％，更优选为0.5～4％，更优选为1～3％，更优选为1.5～2.5％，最优选为2％。
在本发明中，所述碘化物和有机盐的摩尔比优选为1：(0.2～2)，更优选为1：(0.5～1.5)，更优选为1：(0.8～1.2)，最优选为1：1。
在本发明中，所述混合的方法优选包括：
将聚苯乙烯溶解于碘化物溶液中进行均分分散。
在本发明中，所述成膜的方法优选包括旋涂、刮涂、狭缝涂布或印刷等方式。
在本发明中，所述旋涂的方法优选包括：
取液10～30μl，滴在衬底表面进行旋涂。
在本发明中，所述取液的液量优选为15～25μl，更优选为18～22μl，最优选为20μl。
在本发明中，所述旋涂的速度优选为2000～4000rpm，更优选为2500～3500rpm，最优选为3000rpm；旋涂的时间优选为10～60s，更优选为20～50s，更优选为30～40s，最优选为35s。
在本发明中，所述沉积的方法优选选自旋涂、浸渍、蒸发或CVD等方式。
在本发明中，所述退火的温度优选为120～150℃，更优选为130～140℃，最优选为135℃；所述退火的时间优选为10～30min，更优选为15～25min，最优选为20min。
在本发明中，所述浸泡的时间优选为10～60min，更优选为20～50min，更优选为30～40min，最优选为35min。
在本发明中，所述浸泡完成后优选还包括：
将浸泡后的薄膜采用环己烷进行冲洗。
在本发明中，所述干燥的方法优选为采用氮气吹干。
在本发明中，所述钝化的方法优选为采用钝化剂进行钝化，所述钝化剂中优选含有金属阳离子、有机阳离子、阴离子、路易斯酸和/或路易斯碱。
在本发明中，所述钝化剂优选选自AX类物质、富勒烯衍生物和钙钛矿量子点中的一种或几种；所述AX中的A选自一价有机阳离子、Na+、K+、Rb+或Cs+；所述一价有机阳离子优选选自氨基、脒基、胍基和咪唑中的至少一种；所述X选自卤素离子或类卤素离子，更优选选自F-、Cl-、Br-、I-或SCN-、HCOO-、CH3COO-、BF4 -、F6P-中的一种；所述AX类物质选自NaCl、KI、CsBr等。
在本发明中，所述钝化剂优选选自NaCl、KCl、KI、CsBr、CH3COONa、钙钛矿量子点等。
在本发明中，所述钝化的方法优选包括：刮涂、旋涂、溶液浸渍或熏蒸等；如可以将钝化剂刮涂或旋涂在干燥的钙钛矿薄膜表面形成钝化层；或将干燥的钙钛矿薄膜浸渍在钝化剂中然后干燥形成钝化层。
在本发明中，所述刮涂或旋涂进行钝化优选将钝化剂溶于溶剂中形成溶液再进行刮涂或旋涂；所述溶剂优选为乙醇；所述钝化剂在溶液中的浓度优选为0.05～0.15mol/L，更优选为0.08～0.12mol/L，最优选为0.1mol/L。
在本发明中，所述钝化的方法优选为旋涂；所述旋涂过程中的转速优选为1500～2500rpm，更优选为1800～2200rpm，最优选为2000rpm；时间优选为10～15s，更优选为11～14s，最优选为12～13s；旋涂的厚度优选为5～50nm，更优选为10～40nm，更优选为20～30nm，最优选为25nm。
在本发明中，所述旋涂后优选还包括干燥，得到钙钛矿多晶薄膜；所述干燥的方法优选为氮气吹干。
在本发明的实施例中，钝化后的钙钛矿多晶薄膜的示意图如图1所示。
本发明提供了一种电池，包括：上述技术方案所述的方法制备得到的钝化后的钙钛矿多晶薄膜。
在本发明中，所述电池优选包括：
衬底；
设置在所述衬底表面的第一电荷传输层；
设置在所述第一电荷传输层表面的钝化后的钙钛矿多晶薄膜；
设置在所述钝化后的钙钛矿多晶薄膜表面的第二电荷传输层；
设置在所述第二电荷传输层表面的电极层。
在本发明中，所述衬底优选为玻璃，更优选为刚性玻璃。
在本发明中，所述衬底的厚度优选为0.5～3.5mm，更优选为1～3mm，更优选为1.5～2.5mm，最优选为2mm。
本发明对所述衬底的尺寸没有特殊的限制，本领域技术人员可根据实际需要采用合适尺寸的衬底。
在本发明中，所述衬底优选经过清洗之后再使用；所述清洗的方法优选为：
依次采用蒸馏水、丙酮、乙醇、异丙酮进行超声洗涤。
在本发明中，所述第一电荷传输层的成分和厚度与上述技术方案所述电荷传输层的成分及厚度选择范围一致。
在本发明中，所述第一电荷传输层的制备方法优选为热蒸发法，所述热蒸发过程中的蒸发速率优选为
Figure BDA0003305818300000071
更优选为
Figure BDA0003305818300000072
在本发明中，所述钝化后的钙钛矿多晶薄膜的厚度优选为300～800μm，更优选为400～700μm，最优选为500～600μm。
在本发明中，所述钝化后的钙钛矿多晶薄膜的制备方法与上述技术方案所述一致。
在本发明中，所述第二电荷传输层的成分和厚度与上述技术方案所述电荷传输层的成分和厚度的选择范围一致。
在本发明中，所述第二电荷传输层的制备方法优选包括：
将第二电荷传输层溶液旋涂在所述钝化后的钙钛矿多晶薄膜表面。
在本发明中，所述第二电荷传输层溶液优选包括：
spiro-OMeTAD、氯苯、锂盐溶液和TBP(磷酸三丁酯)。
在本发明中，所述锂盐溶液优选包括：
Li-TFSI(双三氟甲磺酰亚胺锂)和乙腈。
在本发明中，所述Li-TFSI和乙腈的用量比例优选为(50～55)mg：(80～120)μL，更优选为(51～54)mg：(90～110)μL，最优选为(52～53)mg：100μL。
在本发明中，所述spiro-OMeTAD、氯苯、锂盐溶液和TBP的用量比例优选为(70～75)mg：(0.5～1.5)mL：(15～20)μL:(25～30)μL，更优选为(72～73)mg：(0.8～1.2)mL：(17～18)μL:(28～29)μL，最优选为72.3mg：1mL：17.5μL:28.8μL。
在本发明中，所述第二电荷传输层溶液的制备方法优选包括：
将spiro-OMeTAD、氯苯、锂盐溶液和TBP混合，得到第二电荷传输层溶液。
在本发明中，所述混合的方法优选为搅拌过夜。
在本发明中，所述旋涂的速度优选为3500～4500rpm，更优选为3800～4200rpm，最优选为4000rpm。
在本发明中，所述电极层的成分优选为Ag。
在本发明中，所述电极层的厚度优选为50～200nm，更优选为100～150nm，最优选为120～130nm。
在本发明中，所述电极层的制备方法优选为蒸镀。
在本发明中，所述蒸镀优选在高真空环境下进行；所述真空度优选<5×10-4Pa；所述蒸镀的速度优选为
Figure BDA0003305818300000081
更优选为
Figure BDA0003305818300000082
本发明提供的钝化方法，通过聚苯乙烯进行晶界钝化，钝化剂进行表面钝化，能够在钙钛矿的晶界处和表面处形成钝化层(如图1所示)，利用聚苯乙烯的苯环与钙钛矿之间的库仑相互作用和分子间π-π共轭作用，减少或捕获钙钛矿中路易斯酸型的表面缺陷，同时，聚苯乙烯的长链结构增强了苯环的电子沉积能力，通过调整聚苯乙烯和钝化剂的用量最终实现对钙钛矿的定量、定位钝化，显著提升钙钛矿电池的效率和稳定性。
实施例1
配置浓度为1.0mol/L(碘化铅浓度)的钙钛矿前驱液，其中碘化铅和碘甲胺的摩尔比为1：1，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；再将摩尔量为碘化铅摩尔量的0.5％的聚苯乙烯溶解于钙钛矿前驱液中，将得到的溶液旋涂在电荷传输层(实施例4中的电荷传输层1)表面(转速3000rpm，15s)，经130℃退火20分钟，得到厚度为400nm的聚苯乙烯掺杂的钙钛矿层。
将上述制备的聚苯乙烯掺杂的钙钛矿层浸泡在环己烷中20分钟后，取出，用新取环己烷进行冲洗，并用氮气进行吹干。
取10μl浓度为0.1mol/L的CH3COONa乙醇溶液，以2000rpm的转速旋涂在上述吹干的聚苯乙烯掺杂的钙钛矿层表面，旋涂时间为12s，厚度为20nm，氮气吹干后得到钝化后的钙钛矿薄膜。
实施例2
配置浓度为0.8mol/L(碘化铅浓度)的钙钛矿前驱液，其中碘化铅和碘甲胺的摩尔比为1：0.95，再将摩尔量为碘化铅摩尔量0.1％的聚苯乙烯溶解于钙钛矿前驱液中，将得到的溶液旋涂在电荷传输层(实施例5中的电荷传输层1)表面(转速2000rpm，15s)，经130℃退火20分钟，得到厚度为400nm的聚苯乙烯掺杂的钙钛矿层。
将上述制备的聚苯乙烯掺杂的钙钛矿层浸泡在环己烷中20分钟后，取出，用新取环己烷进行冲洗，并用氮气进行吹干。
取10μl浓度为0.15mol/L的KI乙醇溶液，以3000rpm的转速旋涂在上述吹干的聚苯乙烯掺杂的钙钛矿层表面，旋涂时间为12s，厚度为20nm，氮气吹干后得到钝化后的钙钛矿薄膜。
实施例3
配置浓度为1.0mol/L(碘化铅浓度)的钙钛矿前驱液，其中碘化铅和碘甲胺的摩尔比为1：1，再将摩尔量为碘化铅摩尔量的0.3％的聚苯乙烯溶解于钙钛矿前驱液中，将得到的溶液旋涂在电荷传输层(实施例6中的电荷传输层1)表面(转速2000rpm，15s)，经130℃退火20分钟，得到厚度为400nm的聚苯乙烯掺杂的钙钛矿层。
将上述制备的聚苯乙烯掺杂的钙钛矿层浸泡在环己烷中20分钟后，取出，用新取环己烷进行冲洗，并用氮气进行吹干。
取10μl浓度为0.1mol/L的KAc乙醇溶液，以2000rpm的转速旋涂在上述吹干的聚苯乙烯掺杂的钙钛矿层表面，旋涂时间为10s，厚度为30nm，氮气吹干后得到钝化后的钙钛矿薄膜。
实施例4
以32mm厚的刚性玻璃为衬底，切割为4cm×4cm的电池基片，基片经蒸馏水、丙酮、乙醇、异丙醇依次超声洗涤之后备用。
采用热蒸发法衬底表面制备NiOx(x为0.95)电荷传输层1，NiOx层的蒸发速率为
Figure BDA0003305818300000091
厚度为30nm。
在电荷传输层1表面按照实施例1的方法制备得到钝化的钙钛矿薄膜。
在上述钝化的钙钛矿薄膜表面制备电荷传输层2，称取72.3mg spiro-OMeTAD，溶于1mL氯苯，分别加入17.5μL锂盐溶液(称取52mg Li-TFSI，溶于100μL乙腈)和28.8μL TBP，搅拌过夜得到澄清溶液，以4000rpm的速度旋涂在钙钛矿层表面，得到厚度为10nm的电荷传输层2。
在电荷传输层2的表面制备金属Ag电极层，在高真空(<5×10-4Pa)环境下，将金属Ag蒸镀到电荷传输层2表面，蒸速为
Figure BDA0003305818300000092
厚度100nm，得到钙钛矿太阳能电池。
实施例5
以32mm厚的刚性玻璃为衬底，切割为4cm×4cm的电池基片，基片经蒸馏水、丙酮、乙醇、异丙醇依次超声洗涤之后备用。
采用热蒸发法衬底表面制备NiOx(x为0.95)电荷传输层1，NiOx层的蒸发速率为
Figure BDA0003305818300000101
厚度为30nm。
在电荷传输层1表面按照实施例2中的方法制备钝化的钙钛矿薄膜。
在上述钝化的钙钛矿薄膜表面制备电荷传输层2，称取72.3mg spiro-OMeTAD，溶于1mL氯苯，分别加入17.5μL锂盐溶液(称取52mg Li-TFSI，溶于100μL乙腈)和28.8μL TBP，搅拌过夜得到澄清溶液，以4000rpm的速度旋涂在钙钛矿层表面，得到厚度为10nm的电荷传输层2。
在电荷传输层2表面制备金属Ag电极层，在高真空(<5×10-4Pa)环境下，将金属Ag蒸镀到电荷传输层2表面，蒸速为
Figure BDA0003305818300000102
厚度100nm，得到钙钛矿太阳能电池。
实施例6
以32mm厚的刚性玻璃为衬底，切割为4cm×4cm的电池基片，基片经蒸馏水、丙酮、乙醇、异丙醇依次超声洗涤之后备用。
采用热蒸发法衬底表面制备NiOx(x为0.95)电荷传输层1，NiOx层的蒸发速率为
Figure BDA0003305818300000104
厚度为30nm。
在电荷传输层1表面按照实施例3的方法制备钝化的钙钛矿薄膜。
在钝化的钙钛矿薄膜表面制备电荷传输层2，称取72.3mg spiro-OMeTAD，溶于1mL氯苯，分别加入17.5μL锂盐溶液(称取52mg Li-TFSI，溶于100μL乙腈)和28.8μL TBP，搅拌过夜得到澄清溶液，以4000rpm的速度旋涂在钙钛矿层表面，得到厚度为10nm的电荷传输层2。
在电荷传输层2表面制备金属Ag电极层，在高真空(<5×10-4Pa)环境下，将金属Ag蒸镀到电荷传输层2表面，蒸速为
Figure BDA0003305818300000103
厚度100nm，得到钙钛矿太阳能电池。
性能检测
通过太阳光模拟器测试实施例4～6制备的钙钛矿太阳能电池的I-V曲线，实施例4制备的钙钛矿太阳能电池的I-V曲线检测结果如图2所示，可知实施例4制备的钙钛矿太阳能电池的开路电压为1.23V，短路电流为15.54mA/cm2。
以未经钝化处理的钙钛矿薄膜制备钙钛矿太阳能电池作为对比例，具体制备方法为：
以32mm厚的刚性玻璃为衬底，切割为4cm×4cm的电池基片，基片经蒸馏水、丙酮、乙醇、异丙醇依次超声洗涤之后备用。
采用热蒸发法在衬底表面制备NiOx(x为0.95)电荷传输层1，NiOx层的蒸发速率为
Figure BDA0003305818300000111
厚度为30nm。
配置浓度为1.0mol/L(碘化铅浓度)的钙钛矿前驱液，其中碘化铅和碘甲胺的摩尔比为1：1，将得到的溶液旋涂在上述电荷传输层1表面(转速2000rpm，15s)，经130℃退火20分钟，得到厚度为400nm的聚苯乙烯掺杂的钙钛矿层。
在上述聚苯乙烯掺杂的钙钛矿层表面制备电荷传输层2，称取72.3mg spiro-OMeTAD，溶于1mL氯苯，分别加入17.5μL锂盐溶液(称取52mg Li-TFSI，溶于100μL乙腈)和28.8μL TBP，搅拌过夜得到澄清溶液，以4000rpm的速度旋涂在钙钛矿层表面，得到厚度为10nm的电荷传输层2。
在上述电荷传输层2表面制备金属Ag电极层，在高真空(<5×10-4Pa)环境下，将金属Ag蒸镀到电荷传输层2表面，蒸速为
Figure BDA0003305818300000112
厚度100nm，得到钙钛矿太阳能电池。
实施例4～实施例6和对比例制备的钙钛矿太阳能电池的性能检测结果如下表所示：
未钝化(对比例) 实施例4 实施例5 实施例6
开路电压 1.02 1.23 1.03 1.09
短路电流mA/cm<sup>2</sup> 11.57 15.54 13.69 14.10
填充因子 0.809 0.854 0.821 0.830
效率％ 9.55 16.32 11.58 12.76
由以上实施例可知，本发明提供的钝化方法，能够在钙钛矿的晶界处和表面处形成钝化层，利用聚苯乙烯的苯环与钙钛矿之间的库仑相互作用和分子间π-π共轭作用，减少或捕获钙钛矿中路易斯酸型的表面缺陷，同时，聚苯乙烯的长链结构增强了苯环的电子沉积能力；将钝化剂通过刮涂、旋涂、溶液浸渍、熏蒸等方法在钙钛矿层表面形成钝化层，可以最终实现对钙钛矿晶界和表面的定量、定位钝化，显著提升钙钛矿电池的效率和稳定性。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钙钛矿多晶薄膜的钝化方法，包括：
将掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜浸泡于环己烷中，然后干燥，得到干燥的钙钛矿薄膜；
将所述干燥的钙钛矿薄膜进行钝化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜的厚度为100～800nm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜的制备方法包括：
将聚苯乙烯和钙钛矿前驱体溶液混合，得到混合液；
将所述混合液进行成膜后退火，得到掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱体溶液包括：
碘化物、有机盐和溶剂。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述聚苯乙烯和钙钛矿前驱体溶液的质量比为1：(1000～20)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜的制备方法包括：
将聚苯乙烯和碘化物溶液混合，得到混合液；
将所述混合液进行成膜，得到薄膜；
将有机盐在所述薄膜表面进行沉积后退火，得到掺杂聚苯乙烯的钙钛矿薄膜。
7.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于，所述碘化物选自碘化铅和碘化锡中的一种或两种。
8.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于，所述有机盐选自碘甲胺和碘甲醚中的一种或两种。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述聚苯乙烯的摩尔量为碘化物摩尔量的0.1～5％；
所述碘化物和有机盐的摩尔比为1：(0.2～2)。
10.一种电池，包括：权利要求1所述的方法制备得到的钝化后的钙钛矿多晶薄膜。
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