CN114695682A - 组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法及电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池及制备方法，锡基钙钛矿电池的结构依次为氧化铟锡(ITO)导电玻璃层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和银电极层；电子传输层的材料为PC₆₁BM。本发明在钙钛矿前驱体溶液中引入了苯乙胺卤化盐，改善了薄膜结晶，抑制了非辐射复合，提升了电荷提取能力。苯乙胺卤化盐及苯乙胺卤化盐衍生物显著提高了锡基钙钛矿太阳能电池的光电性能，使得锡基钙钛矿电池的光电转换效率能够达到10.51％，本发明所制备的锡基钙钛矿电池的稳定性明显提高，有助于推动锡基钙钛矿电池的进一步发展。

Description

组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法及电池

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池的制备方法和应用。

背景技术

在过去的这么多年里，人类一直在寻找一种能源，不仅在环境上可持续，而且在商业上也是可行的。目前全球电力需求约为16TW，预计到2050年，电力需求将超过30TW。因此，人们正在进行严格的研究，以获得一种高效的发电系统，因为传统的燃烧化石燃料的技术将无法满足日益增长的电力需求。潮汐、水热、地热、风能、太阳能等可再生能源将成为能源危机的救星。在各种能源中，太阳能被认为是最有前途和效率的一种，因为它的可用性丰富。太阳能的独特性也可以从太阳能连续照明一小时就可以满足我们一年的电力需求，如果所有的入射太阳能转化为电能。因此，利用光伏太阳能电池发电似乎是一种很有前途的方法，因为它们可以将阳光直接转化为电能。

卤化铅钙钛矿太阳能电池(LPSCs)被认为是最有前途的下一代光伏器件，其认证效率为25.7％。然而，大量使用可溶性铅会引起环境和健康问题。发展对环境友好的无铅替代品成为了必要事项。与铅同属一类的锡在这方面开辟了一个新的研究热点。卤化锡钙钛矿太阳能电池(TPSCs)具有更长的载流子迁移率和更合适的光学带隙，符合肖克利-奎伊瑟极限。然而，TPSCs的最高功率转换效率(PCE)在13.14％的范围内，与LPSCs仍有较大差距，Sn²⁺易氧化为Sn⁴⁺被认为是一种不利的现象，是影响TPSCs长期稳定的瓶颈。由于结晶过程快，p型掺杂，锡钙钛矿薄膜存在大量缺陷。此外，锡基钙钛矿薄膜的形成能较低，容易产生Sn空位(V_sn)这些缺陷在光照和电场等外力作用下容易发生离子迁移，从而造成明显的滞后，影响PCE的长期稳定性。同时，单组分ASnX₃钙钛矿面临着能级错配的问题。例如，与PC₆₁BM相比，FASnI₃的低导带最小值(CBM)严重阻碍了这两层之间的电荷提取。此外，由于能级不匹配导致的开路电压损失(V_loss)在很大程度上限制了效率的实现。LPSCs器件的稳定性也是一个突出的问题。

发明内容

本发明针对技术背景所存在的问题，提供了一种制备稳定性和PCE显著提高的锡基钙钛矿太阳能电池的方法。本发明通过将苯乙胺卤化盐、4-三氟甲基苯乙胺卤化盐及4-氟苯乙胺卤化盐作为组分掺杂剂引入钙钛矿本征吸光层，优化了薄膜结晶，并有效抑制了非辐射复合，从而有效提高了锡基钙钛矿太阳能电池的性能，并获得了更高的稳定性。

本发明技术方案如下：

一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，苯乙胺卤化盐、4-三氟甲基苯乙胺卤化盐及4-氟苯乙胺卤化盐其中一种作为组分掺杂剂引入钙钛矿本征吸光层中，制备锡基钙钛矿太阳能电池。

作为优选方式，苯乙胺卤化盐、4-三氟甲基苯乙胺卤化盐及4-氟苯乙胺卤化盐分子结构式为：

其中：X^-为卤素阴离子氯离子(Cl^-)、溴离子(Br^-)、碘离子(I^-)的任意组合。

作为优选方式，苯乙胺卤化盐及苯乙胺卤化盐衍生物为苯乙胺盐酸盐、苯乙胺氢碘酸盐和苯乙胺氢溴酸盐至少一种；4-三氟甲基苯乙胺卤化盐及4-三氟甲基苯乙胺卤化盐衍生物为4-三氟甲基苯乙胺碘、4-三氟甲基苯乙胺溴、4-三氟甲基苯乙胺氯至少一种；4-氟苯乙胺卤化盐及4-氟苯乙胺卤化盐衍生物为对氟苯乙胺碘、对氟苯乙胺溴、对氟苯乙胺氯中的至少一种。

作为优选方式，苯乙胺卤化盐与锡基钙钛矿中二价锡离子Sn²⁺的10～20mol％，锡基钙钛矿材料为FA_xMA_1-xSnI_3-xBr_1-x/FASnI₃，0≤x≤1。

作为优选方式，所述的玻璃基底为氧化铟锡ITO玻璃。

作为优选方式，空穴传输材料为PEDOT:PSS或NiO_x。

作为优选方式，所述钙钛矿本征吸光层采用旋涂法制备，旋涂所用反溶剂为氯苯或甲苯或苯甲醚。

作为优选方式，钙钛矿本征吸光层旋涂工艺参数为：转速6000～9000rpm，时间60～80s；退火工艺参数为：退火温度70～100℃，时间10～15min。

作为优选方式，锡基钙钛矿太阳能电池的电子传输层为PC₆₁BM，并且/或者金属电极为Ag或Al。

本发明还提供一种所述的组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法得到的锡基钙钛矿太阳能电池。

本发明涉及一种结晶增强，非辐射复合被抑制的锡基钙钛矿太阳能电池，其结构自下而上依次包括氧化铟锡(ITO)玻璃导电基底、空穴传输层、钙钛矿本征吸光层、电子传输层和金属电极。所述钙钛矿吸光层前驱体中含有0～15％mmol/mL苯乙胺氢溴盐(PEABr)、4-三氟甲基苯乙胺氢溴酸盐(CF₃PEABr)及4-氟苯乙基溴化胺(p-F-PEABr)及0～15％mmol/mL的苯乙胺氢碘盐(PEAI)、4-三氟甲基苯乙胺氢碘酸盐(CF₃PEAI)及4-氟苯乙基碘化胺(p-F-PEAI)。

所述钙钛矿吸光层由掺杂苯乙胺卤化盐及苯乙胺卤化盐衍生物的钙钛矿前驱体溶液旋涂退火而成。苯乙胺离子可以有效改善结晶，通过卤素工程减少了载流子的复合及缺陷，苯乙胺离子的疏水性苯环有效增大了水接触角，提升了器件的性能及稳定性。

作为一种优选方式，本发明所述导电基底厚度为100～200纳米；所述空穴传输层厚度为30-50纳米；所述钙钛矿吸光层的厚度为320～360纳米；所述金属电极厚度为60～100纳米。

进一步地，所述基底为氧化铟锡(ITO)。

进一步地，所述空穴传输层为PEDOT:PSS或NiO_x。

进一步地，所述电子传输层为PC₆₁BM。

进一步地，所述缓冲层为PEI或BCP。

进一步地，所述金属电极为Ag或Al。

本发明还提供一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，包括如下步骤

步骤一：在导电玻璃上旋涂一层PEDOT:PSS，在150℃条件下退火备用；

步骤二：将甲脒碘、甲胺溴、碘化亚锡、氟化亚锡，按0.75:0.25:1:0.1摩尔比及5mg/ml锡粉溶解于DMF:DMSO＝4:1的混合溶剂中，并加入至少一种0～0.15M苯乙胺卤化盐及苯乙胺卤化盐衍生物制成钙钛矿前驱溶液，然后将溶液旋涂在空穴传输层上，控制温度为80℃，退火结晶为钙钛矿薄膜；

步骤三：将20mg/mL的PC₆₁BM氯苯溶液均匀的旋涂在钙钛矿薄膜上形成电子传输层；

步骤四：将1mg/mL的BCP异丙醇溶液均匀的旋涂在电子传输层上形成缓冲层；

步骤五：使用热蒸发的方法，在缓冲层上蒸镀银电极层。

本发明的有益效果为：

本发明在钙钛矿前驱体溶液中苯乙胺卤化盐及苯乙胺卤化盐衍生物，苯乙胺大阳离子能优化锡基钙钛矿薄膜的结晶取向，卤素调控进一步抑制了非辐射复合，有效减少了缺陷密度，且具有疏水性苯环的苯乙胺卤化有效改善了湿度稳定性。

本发明制备锡基钙钛矿太阳能电池的方法简单，性能优异，易实现工业化大规模生产，且得到的锡基钙钛矿太阳能电池的性能及稳定性均有较大提升。

附图说明

图1是实施例1和对比例1的钙钛矿电池进行正向扫的光电性能测试结果图；

图2是实施例1和对比例1的外量子效率测试结果图；

图3是实施例1和对比例1的X射线衍射结果图；

图4是实施例2和对比例2的水接触角测试结果图；

图5是实施例2和对比例2的瞬态光电压图；

图6是实施例2和对比例2的电化学阻抗谱；

图7是实施例2和对比例2的空间电荷限制电流图

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例提供一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，苯乙胺卤化盐、4-三氟甲基苯乙胺卤化盐及4-氟苯乙胺卤化盐其中一种作为组分掺杂剂引入钙钛矿本征吸光层中，制备锡基钙钛矿太阳能电池。

苯乙胺卤化盐、4-三氟甲基苯乙胺卤化盐及4-氟苯乙胺卤化盐分子结构式为：

其中：X^-为卤素阴离子氯离子(Cl^-)、溴离子(Br^-)、碘离子(I^-)的任意组合。

苯乙胺卤化盐及苯乙胺卤化盐衍生物为苯乙胺盐酸盐、苯乙胺氢碘酸盐和苯乙胺氢溴酸盐至少一种；4-三氟甲基苯乙胺卤化盐及4-三氟甲基苯乙胺卤化盐衍生物为4-三氟甲基苯乙胺碘、4-三氟甲基苯乙胺溴、4-三氟甲基苯乙胺氯至少一种；4-氟苯乙胺卤化盐及4-氟苯乙胺卤化盐衍生物为对氟苯乙胺碘、对氟苯乙胺溴、对氟苯乙胺氯中的至少一种。

苯乙胺卤化盐与锡基钙钛矿中二价锡离子Sn²⁺的10～20mol％，锡基钙钛矿材料为FA_xMA_1-xSnI_3-xBr_1-x/FASnI₃，0≤x≤1。

所述的玻璃基底为氧化铟锡ITO玻璃。

空穴传输材料为PEDOT:PSS或NiO_x。

所述钙钛矿本征吸光层采用旋涂法制备，旋涂所用反溶剂为氯苯或甲苯或苯甲醚。

钙钛矿本征吸光层旋涂工艺参数为：转速6000～9000rpm，时间60～80s；退火工艺参数为：退火温度70～100℃，时间10～15min。

锡基钙钛矿太阳能电池的电子传输层为PC₆₁BM，并且/或者金属电极为Ag或Al。

本实施例还提供一种所述的组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法得到的锡基钙钛矿太阳能电池。

本发明涉及一种结晶增强，非辐射复合被抑制的锡基钙钛矿太阳能电池，其结构自下而上依次包括氧化铟锡(ITO)玻璃导电基底、空穴传输层、钙钛矿本征吸光层、电子传输层和金属电极。所述钙钛矿吸光层前驱体中含有0～15％mmol/mL苯乙胺氢溴盐(PEABr)、4-三氟甲基苯乙胺氢溴酸盐(CF₃PEABr)及4-氟苯乙基溴化胺(p-F-PEABr)及0～15％mmol/mL的苯乙胺氢碘盐(PEAI)、4-三氟甲基苯乙胺氢碘酸盐(CF₃PEAI)及4-氟苯乙基碘化胺(p-F-PEAI)。

所述钙钛矿吸光层由掺杂苯乙胺卤化盐及苯乙胺卤化盐衍生物的钙钛矿前驱体溶液旋涂退火而成。苯乙胺离子可以有效改善结晶，通过卤素工程减少了载流子的复合及缺陷，苯乙胺离子的疏水性苯环有效增大了水接触角，提升了器件的性能及稳定性。

作为一种优选方式，本发明所述导电基底厚度为100～200纳米；所述空穴传输层厚度为30-50纳米；所述钙钛矿吸光层的厚度为320～360纳米；所述金属电极厚度为60～100纳米。

进一步地，所述基底为氧化铟锡(ITO)。

进一步地，所述空穴传输层为PEDOT:PSS或NiO_x。

进一步地，所述电子传输层为PC₆₁BM。

进一步地，所述缓冲层为PEI或BCP。

进一步地，所述金属电极为Ag或Al。

实施例1

本实施例提供一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，苯乙胺卤化盐作为组分掺杂剂引入钙钛矿本征吸光层中，制备锡基钙钛矿太阳能电池。

苯乙胺卤化盐分子结构式为：

其中：X^-为卤素阴离子氯离子(Cl^-)、溴离子(Br^-)、碘离子(I^-)的任意组合。

苯乙胺卤化盐及苯乙胺卤化盐衍生物为苯乙胺盐酸盐、苯乙胺氢碘酸盐和苯乙胺氢溴酸盐至少一种；

苯乙胺卤化盐与锡基钙钛矿中二价锡离子Sn²⁺的10～20mol％，锡基钙钛矿材料为FA_xMA_1-xSnI_3-xBr_1-x/FASnI₃，0≤x≤1。

所述的玻璃基底为氧化铟锡ITO玻璃。

空穴传输材料为PEDOT:PSS或NiO_x。

所述钙钛矿本征吸光层采用旋涂法制备，旋涂所用反溶剂为氯苯或甲苯或苯甲醚。

钙钛矿本征吸光层旋涂工艺参数为：转速6000～9000rpm，时间60～80s；退火工艺参数为：退火温度70～100℃，时间10～15min。

锡基钙钛矿太阳能电池的电子传输层为PC₆₁BM，并且/或者金属电极为Ag或Al。

本实施例提供一种以ITO为基底、PEDOT:PSS为空穴传输层，FA_0.75MA_0.25SnI_2.75Br_0.25为吸光层、PC₆₁BM为电子传输层，BCP为缓冲层、银金属电极的钙钛矿太阳能电池的制备方法：

步骤一：将购买的ITO玻璃依次采用去离子水、无水乙醇、丙酮和异丙醇清洗表面，氮气吹干待用；

步骤二：将步骤一中的ITO放入紫外臭氧15分钟。取90μL的PEDOT:PSS溶液旋涂到ITO导电玻璃上，以3000rpm的速度旋涂50s，然后放在100℃加热台上退火10分钟。

步骤三：将1.2M的SnI₂，0.9M的FAI，0.3M的MABr，0.18M的SnF₂，加入0.11M苯乙胺氢碘盐及0.04M苯乙胺氢溴盐及6mg/mL的Sn粉，加入DMF/DMSO(v:v＝4:1)混合溶剂配置成1.2M的钙钛矿前驱体溶液。

步骤四：在步骤三得到的空穴传输层上滴加50μL的钙钛矿前驱体溶液使其完全覆盖，以6000rpm的速度旋涂60s，在经过15s后滴加氯苯，然后将其转移到80℃的加热台上退火10分钟。

步骤五：在步骤四上得到的钙钛矿层上旋涂PC₆₁BM电子传输层，PC₆₁BM旋涂液为20mg/mL的PC₆₁BM氯苯溶液。以2000r/min旋涂30s。

步骤六：在步骤五得到的电子传输层表面旋涂BCP，BCP为1mg/ml的异丙醇溶液，以6000rpm的速度旋涂30s，旋涂完成后退火10分钟得到缓冲层。

步骤七：使用蒸镀仪蒸镀约100纳米厚，有效面积为0.096cm²的金属银电极。

对比例1

以ITO为基底、PEDOT:PSS为空穴传输层，FA_0.75MA_0.25SnI_2.75Br_0.25为吸光层、PC₆₁BM为电子传输层，BCP为缓冲层、银为对电极的钙钛矿太阳能电池的制备方法：

步骤一：将购买的ITO玻璃依次采用去离子水、无水乙醇、丙酮和异丙醇清洗表面，氮气吹干待用；

步骤二：将步骤一中的ITO放入紫外臭氧15分钟。取90μL的PEDOT:PSS溶液旋涂到ITO导电玻璃上，以3000rpm的速度旋涂50s，然后放在100℃加热台上退火10分钟。

步骤三：将1.2M的SnI₂，0.9M的FAI，0.3M的MABr，0.18M的SnF₂，0.18M的PEAI以及6mg/mL的Sn粉。加入DMF/DMSO(v:v＝4:1)混合溶剂配置成1.2M的钙钛矿前驱体溶液。

步骤四：在步骤三得到的空穴传输层上滴加50μL的钙钛矿前驱体溶液使其完全覆盖，以6000rpm的速度旋涂60s，在经过15s后滴加氯苯，然后将其转移到80℃的加热台上退火10分钟。

步骤五：在步骤四上得到的钙钛矿层上旋涂PC₆₁BM电子传输层，PC₆₁BM旋涂液为20mg/mL的PC₆₁BM氯苯溶液。以2000r/min旋涂30s。

步骤六：在步骤五得到的电子传输层表面旋涂BCP，BCP为1mg/ml的异丙醇溶液，以6000rpm的速度旋涂30s，旋涂完成后退火10分钟得到缓冲层。

步骤七：使用蒸镀仪蒸镀约100纳米厚，有效面积为0.096cm²的金属银电极。

性能测试

分别将实施例1得到的钙钛矿太阳能电池的吸光层和对比例1得到的钙钛矿太阳能电池的吸光层，在AM1.5G,100mW/cm²的氙灯照射下进行IV测试，其中正向扫描电压为0～0.7V。具体开路电压、短路电流密度、填充因子、转化效率参数如表1所示。由表1可知，在相同扫描速度下，实施例1的钙钛矿太阳能电池相比对比例1的钙钛矿太阳能电池的开压及电流明显增加，表明实施例1得到的钙钛矿太阳能电池具上有更好的性能。

由图2可知，实施例1相比对比例1具有更高的外量子效率，符合IV测试中电流的提升。由图3可知，实施例1的钙钛矿薄膜相比对比例1的钙钛矿薄膜具有明显改善的结晶，表明实施例1得到的钙钛矿薄膜具有更好的质量。

实施例2

本实施例提供一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，苯乙胺卤化盐作为组分掺杂剂引入钙钛矿本征吸光层中，制备锡基钙钛矿太阳能电池。

苯乙胺卤化盐分子结构式为：

其中：X^-为卤素阴离子氯离子(Cl^-)、溴离子(Br^-)、碘离子(I^-)的任意组合。

苯乙胺卤化盐及苯乙胺卤化盐衍生物为苯乙胺盐酸盐、苯乙胺氢碘酸盐和苯乙胺氢溴酸盐至少一种；

苯乙胺卤化盐与锡基钙钛矿中二价锡离子Sn²⁺的10～20mol％，锡基钙钛矿材料为FA_xMA_1-xSnI_3-xBr_1-x/FASnI₃，0≤x≤1。

所述的玻璃基底为氧化铟锡ITO玻璃。

空穴传输材料为PEDOT:PSS或NiO_x。

所述钙钛矿本征吸光层采用旋涂法制备，旋涂所用反溶剂为氯苯或甲苯或苯甲醚。

钙钛矿本征吸光层旋涂工艺参数为：转速6000～9000rpm，时间60～80s；退火工艺参数为：退火温度70～100℃，时间10～15min。

锡基钙钛矿太阳能电池的电子传输层为PC₆₁BM，并且/或者金属电极为Ag或Al。

本实施例提供一种以ITO为基底、PEDOT:PSS为空穴传输层，FA_0.75MA_0.25SnI_2.75Br_0.25为吸光层、PC₆₁BM为电子传输层，BCP为缓冲层、银为金属电极的钙钛矿太阳能电池的制备方法：

步骤一：将购买的ITO玻璃依次采用去离子水、无水乙醇、丙酮和异丙醇清洗表面，氮气吹干待用；

步骤二：将步骤一中的ITO放入紫外臭氧15分钟。取90μL的PEDOT:PSS溶液旋涂到ITO导电玻璃上，以3000rpm的速度旋涂50s，然后放在100℃加热台上退火10分钟。

步骤三：将1.2M的SnI₂，0.9M的FAI，0.3M的MABr，0.18M的SnF₂，加入0.08M苯乙胺氢碘盐及0.07M苯乙胺氢溴盐以及6mg/mL的Sn粉。加入DMF/DMSO(v:v＝4:1)混合溶剂配置成1.2M的钙钛矿前驱体溶液。

步骤四：在步骤三得到的空穴传输层上滴加50μL的钙钛矿前驱体溶液使其完全覆盖，以6000rpm的速度旋涂60s，在经过15s后滴加氯苯，然后将其转移到80℃的加热台上退火10分钟。

步骤五：在步骤四上得到的钙钛矿层上旋涂PC₆₁BM电子传输层，PC₆₁BM旋涂液为20mg/mL的PC₆₁BM氯苯溶液。以2000r/min旋涂30s。

步骤六：在步骤五得到的电子传输层表面旋涂BCP，BCP为1mg/ml的异丙醇溶液，以6000rpm的速度旋涂30s，旋涂完成后退火10分钟得到缓冲层。

步骤七：使用蒸镀仪蒸镀约100纳米厚，有效面积为0.096cm²的金属银电极。

对比例2

以ITO为基底、PEDOT:PSS为空穴传输层，FA_0.75MA_0.25SnI_2.75Br_0.25为吸光层、PC₆₁BM为电子传输层，BCP为缓冲层、银为金属电极的钙钛矿太阳能电池的制备方法：

步骤一：将购买的ITO玻璃依次采用去离子水、无水乙醇、丙酮和异丙醇清洗表面，氮气吹干待用；

步骤二：将步骤一中的ITO放入紫外臭氧15分钟。取90μL的PEDOT:PSS溶液旋涂到ITO导电玻璃上，以3000rpm的速度旋涂50s，然后放在100℃加热台上退火10分钟。

步骤三：将1.2M的SnI₂，0.9M的FAI，0.3M的MABr，0.18M的SnF₂，0.18M的苯乙胺氢碘盐以及6mg/mL的Sn粉。加入DMF/DMSO(v:v＝4:1)混合溶剂配置成1.2M的钙钛矿前驱体溶液。

步骤四：在步骤三得到的空穴传输层上滴加50μL的钙钛矿前驱体溶液使其完全覆盖，以4000rpm的速度旋涂60s，在经过15s后滴加氯苯，然后将其转移到80℃的加热台上退火10分钟。

步骤五：在步骤四上得到的钙钛矿层上旋涂PC₆₁BM电子传输层，PC₆₁BM旋涂液为20mg/mL的PC₆₁BM氯苯溶液。以2000r/min旋涂30s。

步骤六：在步骤五得到的电子传输层表面旋涂BCP，BCP为1mg/ml的异丙醇溶液，以6000rpm的速度旋涂30s，旋涂完成后退火10分钟得到缓冲层。

步骤七：使用蒸镀仪蒸镀约100纳米厚，有效面积为0.096cm²的金属银电极。

性能测试

由图4可知，实施例2具有明显增大的水接触角，说明实施例2改善了薄膜的湿度稳定性。由图5可知，实施例2相比对比例2的具有更长的寿命值，说明实施例2具有更少的载流子非辐射复合，表明实施例2得到的钙钛矿薄膜具有更少的缺陷。由图6可知，实施例2相比对比例2具有更小的串联电阻以及更大的复合电阻，表明实施例2得到的器件具有更低的陷阱密度以及更低的载流子复合速率。由图7可知，实施例2相比对比例2具有更小的陷阱填充电压，表明实施例2得到的钙钛矿薄膜具有更小的缺陷密度。

实施例3

本实施例和实施例2的区别在于：掺杂剂为4-三氟甲基苯乙胺碘、4-三氟甲基苯乙胺溴、4-三氟甲基苯乙胺氯至少一种，掺杂剂引入钙钛矿本征吸光层中，制备锡基钙钛矿太阳能电池。

实施例4

本实施例和实施例2的区别在于：掺杂剂为对氟苯乙胺碘、对氟苯乙胺溴、对氟苯乙胺氯中的至少一种。掺杂剂引入钙钛矿本征吸光层中，制备锡基钙钛矿太阳能电池。

Claims (10)

1.一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于：苯乙胺卤化盐、4-氟苯乙胺卤化盐及4-氟甲基苯乙胺卤化盐其中一种作为组分掺杂剂引入钙钛矿本征吸光层中，制备锡基钙钛矿太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，苯乙胺卤化盐、4-三氟甲基苯乙胺卤化盐及4-氟苯乙胺卤化盐分子结构式为：

其中：X^-为卤素阴离子氯离子(Cl^-)、溴离子(Br^-)、碘离子(I^-)的任意组合。

3.根据权利要求2所述的一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于：苯乙胺卤化盐及苯乙胺卤化盐衍生物为苯乙胺盐酸盐、苯乙胺氢碘酸盐和苯乙胺氢溴酸盐至少一种；4-三氟甲基苯乙胺卤化盐及4-三氟甲基苯乙胺卤化盐衍生物为4-三氟甲基苯乙胺碘、4-三氟甲基苯乙胺溴、4-三氟甲基苯乙胺氯至少一种；4-氟苯乙胺卤化盐及4-氟苯乙胺卤化盐衍生物为对氟苯乙胺碘、对氟苯乙胺溴、对氟苯乙胺氯中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于：苯乙胺卤化盐与锡基钙钛矿中二价锡离子Sn²⁺的10～20mol％，锡基钙钛矿材料为FA_xMA_1-xSnI_3-xBr_1-x/FASnI₃，0≤x≤1。

5.根据权利要求1所述的一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于：所述的玻璃基底为氧化铟锡ITO玻璃。

6.根据权利要求1所述的一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于：空穴传输材料为PEDOT:PSS或NiO_x。

7.根据权利要求1所述的一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于：所述钙钛矿本征吸光层采用旋涂法制备，旋涂所用反溶剂为氯苯或甲苯或苯甲醚。

8.根据权利要求7所述的一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，钙钛矿本征吸光层旋涂工艺参数为：转速6000～9000rpm，时间60～80s；退火工艺参数为：退火温度70～100℃，时间10～15min。

9.根据权利要求1所述的一种组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于：锡基钙钛矿太阳能电池的电子传输层为PC₆₁BM，并且/或者金属电极为Ag或Al。

10.权利要求1～9中任意一项所述的组分优化的锡基钙钛矿太阳能电池制备方法得到的锡基钙钛矿太阳能电池。

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