CN115084394A - 一种表面修饰钙钛矿薄膜及用于制备太阳能电池的方法 - Google Patents

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CN115084394A CN202210569911.0A CN202210569911A CN115084394A CN 115084394 A CN115084394 A CN 115084394A CN 202210569911 A CN202210569911 A CN 202210569911A CN 115084394 A CN115084394 A CN 115084394A
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Abstract

一种表面修饰钙钛矿薄膜及用于制备太阳能电池的方法，其属于钙钛矿太阳能电池的技术领域。该方法引入一种有机物三苯胺功能化铵盐作为钙钛矿层修饰材料，通过将三苯胺功能化铵盐溶液旋涂于钙钛矿吸光层上制备得到表面修饰的钙钛矿层。三苯胺功能化铵盐引入到钙钛矿层上后能够有效的钝化表面的铅位点缺陷，还能够加强电荷的提取及加速电荷的转移，同时利用三苯胺的疏水性稳定钙钛矿相。本方法能够有效的减少电池的非辐射复合损失，得到稳定高效的钙钛矿太阳能电池。

Description

一种表面修饰钙钛矿薄膜及用于制备太阳能电池的方法
技术领域
本发明属于钙钛矿太阳能电池技术领域，涉及钙钛矿的修饰方法及钙钛矿太阳能电池的制备工艺。
背景技术
由于钙钛矿太阳能电池有着易制备、效率高、成本低等优点取得了显著的关注，短短十几年内，其认证光电转换效率已经从最初的3.8％提升至25.7％，无论是从器件构造还是光电性能上都有了巨大改善。尽管如此，效率的进一步提升和电池稳定性仍是本领域所面临的最大问题，其中制约钙钛矿效率和稳定性因素是缺陷的存在，钙钛矿表面存在的缺陷会成为电荷复合中心，造成非辐射重组，影响电荷传输，同时缺陷又为空气中的水分和氧气提供通道，破坏了钙钛矿相稳定性，制约了钙钛矿太阳能电池的商业发展。解决钙钛矿晶体的表面缺陷重要方法之一就是钙钛矿表面缺陷钝化。钙钛矿晶界或薄膜表面存在大量电荷陷阱，这些表面陷阱主要由晶体表面未配位的离子Pb2+，I-等。钝化是指使用某些化学物质与表面原件反应，使其电子或化学活性失活。使用苯乙胺氢碘酸盐(PEAI)后处理钙钛矿表面，热处理PEAI钝化的表面会形成低维结构，而环境温度退火的钝化表面会通过PEAI本身的钝化能力减少钙钛矿表面与空气中的水和氧气反应，同时减少Pb/I比例填补I-迁移产生的空位，进而提高电池的光电效率及稳定性。但是现有的钝化材料大多是绝缘材料，虽然能够钝化钙钛矿表面的缺陷，但绝缘材料本身依然会影响电荷传输。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种表面修饰钙钛矿薄膜及用于制备太阳能电池的方法，目的是为了使用三苯胺功能化铵盐来钝化钙钛矿薄膜的缺陷，抑制非辐射重组，还能增强电荷转移。将其用于钙钛矿太阳能电池中，可以有效的提高器件的光电性能，同时提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。
本发明采用的技术方案为：
一种表面修饰钙钛矿层的方法，所述钙钛矿层为钙钛矿太阳能电池的一层，该方法采用三苯胺功能化铵盐钝化钙钛矿表面的铅位点缺陷，在钙钛矿表面形成铵盐钝化层，得到表面修饰的钙钛矿层：
所述三苯胺功能化铵盐的结构通式为：
Figure BDA0003659808850000021
其中：R1和R2分别为氢、C1-C18的烷基链、羟基、醛基、羧基、甲胺基、二甲胺基、巯基、磺酸基、
Figure BDA0003659808850000022
-O-R6、-S-R7中的任意一种，R3、R4、R5、R6、R7分别选自C1-C18的烷基链；X为卤素中的任意一种；n为1-12的整数；
三苯胺功能化铵盐可选用的结构如下：
Figure BDA0003659808850000023
Figure BDA0003659808850000031
该方法的具体步骤为：将1-5mg/mL的三苯胺功能化铵盐溶液，旋涂于钙钛矿层上，在20℃-100℃下放置10-15min，即得；所述溶液采用的溶剂为异丙醇、氯苯或乙酸乙酯。
一种制备钙钛矿太阳能电池的方法，钙钛矿太阳能电池的包括透明导电基底、电子传输层、表面修饰的钙钛矿层、空穴传输层、金属电极，所述表面修饰的钙钛矿层采用权利要求1所述的方法制备，具体步骤如下：
(1)将透明导电基底在不同溶剂中超声清洗，随后进行紫外臭氧表面清洗；所述导电基底为FTO导电玻璃或ITO导电玻璃。
(2)在步骤(1)后通过热喷雾法或旋涂法在透明导电基底上制备电子传输层；电子传输层为二氧化钛或二氧化锡；
(3)将涂有电子传输层的导电基底进行紫外臭氧表面处理，并旋涂钙钛矿前驱液制备钙钛矿薄膜；
所述钙钛矿薄膜为Csx(FA,MA)1-xPbI3-yBry或全无机钙钛矿CsPbI2Br、CsPbIBr2中的一种；
其中，FA为CH(NH2)2 +，MA为CH3NH3 +，0＜x＜0.1，0＜y＜0.6；
(4)在步骤(3)制备的钙钛矿薄膜上进行三苯胺功能化铵盐钝化处理；
(5)通过旋涂法将空穴传输层溶液制备在步骤(4)钝化处理的钙钛矿薄膜上；
所述空穴传输层溶液包括空穴传输材料、添加剂、有机溶剂，所述空穴传输材料为Spiro-OMeTAD(即2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴)；添加剂为LiTFSI(即双(三氟甲烷)磺酰亚胺、叔丁基吡啶和FK209 Co(Ⅲ)-TFSI(即三[4-叔丁基-2-(1H-吡唑-1-基)吡啶]钴三(1,1,1-三氟-N-[(三氟甲基)磺酰基]甲烷磺酰胺盐)；有机溶剂为氯苯或乙腈；
(6)通过真空蒸镀的方法将金属电极沉积到空穴传输层上。
所述钙钛矿薄膜为Csx(FA,MA)1-xPbI3-yBry时，其前驱液中碘化铅：甲脒基碘化胺：溴化铅：甲基溴化胺：碘化铯的摩尔比为1-1.5:1-1.5:0.1-0.2:0.1-0.2:0.05-0.1。
所述钙钛矿薄膜为CsPbI2Br时，其前驱液中碘化铅：溴化铅：碘化铯的摩尔比为1-2:1-2:2-4。
所述钙钛矿薄膜为CsPbIBr2时，其前驱液中溴化铅：碘化铯的摩尔比为1:1-2。
本发明所述的钝化钙钛矿的方法制备钙钛矿太阳能电池。
步骤(3)中薄膜为Csx(FA,MA)1-xPbI3-yBry或全无机钙钛矿CsPbI2Br、CsPbIBr2中的一种；
其中，FA为CH(NH2)2 +，MA为CH3NH3 +，x为0-0.1中任意数值，y为0-0.6中任意数值；
(a)当钙钛矿薄膜为Csx(FA,MA)1-xPbI3-yBry，其前驱液制备方法为将特定摩尔比的碘化铅PbI2，甲脒基碘化胺FAI，溴化铅PbBr2、甲基溴化胺MABr、碘化铯CsI溶解在有机溶剂中，在60℃搅拌下；
(b)当钙钛矿薄膜为CsPbI2Br，其前驱液制备方法为将特定摩尔比的碘化铅PbI2，溴化铅PbBr2、碘化铯CsI溶解在有机溶剂中，在60℃搅拌下；
(c)当钙钛矿薄膜为CsPbIBr2，其前驱液制备方法为将特定摩尔比的溴化铅PbBr2、碘化铯CsI溶解在有机溶剂中，在60℃搅拌下；
其中，所述的有机溶剂为一定体积比的为N,N-二甲基甲酰胺DMF、二甲基亚砜DMSO的混合溶剂。
步骤(5)中空穴传输层溶液为空穴传输材料、添加剂、有机溶剂，所述空穴传输材料为Spiro-OMeTAD；添加剂为LiTFSI、4-叔丁基吡啶、FK209 Co(Ⅲ)-TFSI；有机溶剂为氯苯、乙腈；
步骤(6)中所述的金属电极为金、银中的一种。
本发明的有益效果为：三苯胺功能化铵盐修饰层不仅能够有效的钝化钙钛矿表面的铅位点缺陷，还能够加强电荷的提取及加速电荷的转移，同时利用三苯胺官能团的疏水性稳定钙钛矿相，在提升器件效率的同时增强器件的稳定性。相比于未经修饰的钙钛矿太阳能电池光电转换效率有10-30％以上的增加，显著提升了器件效率。旋涂三苯胺功能化修饰层工艺简单，制备方便，为钙钛矿太阳能电池商业化提供路径。该方法能够有效的减少电池的非辐射复合损失，得到稳定高效的钙钛矿太阳能电池，为钙钛矿太阳能电池的钝化提供可行策略。
附图说明
图1为基于三苯胺功能化铵盐修饰技术的有机-无机杂合CsFAMA钙钛矿太阳能电池的J-V曲线。
图2为基于三苯胺功能化铵盐修饰技术的纯无机CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池的J-V曲线。
图3为基于三苯胺功能化铵盐修饰技术的纯无机CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池的J-V曲线。
图4为基于三苯胺功能化铵盐修饰技术的纯无机CsPbI2Br钙钛矿薄膜Pb 4f轨道X射线光电子能谱图。
图5为基于三苯胺功能化铵盐修饰技术的纯无机CsPbI2Br钙钛矿薄膜及三苯胺功能化铵盐粉末I 3d轨道X射线光电子能谱图。
具体实施方式
以下特定的具体实施例及附图用以对本发明的制备及应用进行详细阐述，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
采用三苯胺功能化铵盐(TPAI)作为修饰层的有机-无机CsFAMA钙钛矿太阳能电池及其制备方法：
采用的三苯胺功能化铵盐的结构为：
Figure BDA0003659808850000061
所述钙钛矿太阳能电池的结构为：
FTO/c-TiO2/m-TiO2/Perovskite/TPAI/Spiro-OMeTAD/Au。
所述钙钛矿太阳能电池的制备过程为：
(1)将FTO(氟掺杂的二氧化锡)分别用去离子水、丙酮、乙醇超声清洗30min，然后臭氧紫外表面处理20min。
(2)利用热喷雾法，将钛异丙醇溶液与乙醇体积比1：9溶液喷涂于FTO上，500℃加热煅烧。然后将采用无水乙醇体积比6：1稀释的商用介孔TiO2(30NRD)，以5000rpm转速旋转20s，在基板上涂覆200nm厚的介孔TiO2层。然后臭氧紫外表面处理20min。
(3)将碘化铅PbI2，甲脒基碘化胺FAI，溴化铅PbBr2、甲基溴化胺MABr、碘化铯CsI按摩尔比为1.30:1.19:0.14:0.14:0.07的比例溶解在N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜(体积比为4:1)的混合有机溶剂中，在60℃搅拌下整夜；在电子传输层上采用连续两步旋转镀膜工艺在2000rpm 10s和6000rpm 30s下沉积钙钛矿薄膜。程序结束前15s，将100μL氯苯滴于基质上，120℃退火1h。
(4)随后将60μL浓度为3mg/mL的TPAI溶液以旋涂工艺为3000rpm 30s滴加于钙钛矿薄膜上。
(5)在通过旋涂法将空穴传输层溶液(73mg Spiro-OMeTAD，30μL叔丁基吡啶，18μLLiTFSI，30μLCo(Ⅲ)-TFSI溶解于1mL氯苯中)旋涂到钙钛矿薄膜表面，控制转数为3000rpm，旋涂时间为30s。最后，将100nm的Au通过真空蒸镀的方法沉积到器件膜上。
对比例1
CsFAMA无修饰的钙钛矿太阳能电池的制备方法：
(1)将FTO(氟掺杂的二氧化锡)分别用去离子水、丙酮、乙醇超声清洗30min，然后臭氧紫外表面处理20min。
(2)利用热喷雾法，将钛异丙醇溶液与乙醇体积比1：9溶液喷涂于FTO上，500℃加热煅烧。然后将采用无水乙醇体积比6：1稀释的商用介孔TiO2(30NRD)，以5000rpm转速旋转20s，在基板上涂覆200nm厚的介孔TiO2层；然后臭氧紫外表面处理20min。
(3)将碘化铅PbI2，甲脒基碘化胺FAI，溴化铅PbBr2、甲基溴化胺MABr、碘化铯CsI按摩尔比为1.30:1.19:0.14:0.14:0.07的比例溶解在N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜(体积比为4:1)的混合有机溶剂中，在60℃搅拌下整夜；在电子传输层上采用连续两步旋转镀膜工艺在2000rpm 10s和6000rpm 30s下沉积钙钛矿薄膜。程序结束前15s，将100μL氯苯滴于基质上，120℃退火1h。
(4)在通过旋涂法将空穴传输层溶液(73mg Spiro-OMeTAD，30μL叔丁基吡啶，18μLLiTFSI，30μLCo(Ⅲ)-TFSI溶解于1mL氯苯中)旋涂到钙钛矿薄膜表面，控制转数为3000rpm，旋涂时间为30s。最后，将100nm的Au通过真空蒸镀的方法沉积到器件膜上。
图1为基于三苯胺功能化铵盐修饰与未修饰的钙钛矿太阳能电池的J-V曲线对比图。对比例1中未经修饰的钙钛矿太阳能电池从光电转换效率为Voc为1.08V、Jsc为25.06mAcm-2、FF为0.70、PCE为19.05％，实施例1中基于TPAI修饰技术的钙钛矿太阳能电池获得了的光电转换效率Voc为1.14V、Jsc为25.40mA cm-2、FF为0.77、PCE为22.23％；修饰前后的钙钛矿太阳能电池的PCE从19.05％提升到了22.23％，整体上提升16.7％，修饰后光电转换效率明显升高。
实施例2
采用三苯胺功能化铵盐(TPAI)作为修饰层的纯无机CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池及其制备方法：
采用的三苯胺功能化铵盐的结构为：
Figure BDA0003659808850000081
所述钙钛矿太阳能电池的结构为FTO/c-TiO2/Perovskite/TPAI/Spiro-OMeTAD/Au。
所述钙钛矿太阳能电池的制备过程为：
(1)将FTO(氟掺杂的二氧化锡)分别用去离子水、丙酮、乙醇超声清洗30min，然后臭氧紫外表面处理20min。
(2)利用热喷雾法，将钛异丙醇溶液与乙醇体积比1：9溶液喷涂于FTO上，500℃加热煅烧。然后臭氧紫外表面处理20min。
(3)将碘化铅PbI2，溴化铅PbBr2、碘化铯CsI按摩尔比为1:1:2溶解在N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜(体积比为1:9)的混合有机溶剂中，在60℃搅拌下整夜；在电子传输层上采用连续两步旋转镀膜工艺在1000rpm 10s和4000rpm 30s下沉积钙钛矿薄膜。程序结束前15s，将120μL异丙醇滴于基质上，280℃退火10min。
(4)随后将60μL浓度为3mg/mL的TPAI溶液以旋涂工艺为3000rpm 30s滴加于钙钛矿薄膜上。
(5)在通过旋涂法将空穴传输层溶液(73mg Spiro-OMeTAD，30μL叔丁基吡啶，18μLLiTFSI，30μLCo(Ⅲ)-TFSI溶解于1mL氯苯中)旋涂到钙钛矿薄膜表面，控制转数为3000rpm，旋涂时间为30s。
最后，将100nm的Au通过真空蒸镀的方法沉积到器件膜上。
对比例2
无修饰层的纯无机CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池的制备方法
(1)将FTO(氟掺杂的二氧化锡)分别用去离子水、丙酮、乙醇超声清洗30min，然后臭氧紫外表面处理20min。
(2)利用热喷雾法，将钛异丙醇溶液与乙醇体积比1：9溶液喷涂于FTO上，500℃加热煅烧。然后臭氧紫外表面处理20min。
(3)将碘化铅PbI2，溴化铅PbBr2、碘化铯CsI按摩尔比为1:1:2溶解在N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜(体积比为1:9)的混合有机溶剂中，在60℃搅拌下整夜；在电子传输层上采用连续两步旋转镀膜工艺在1000rpm 10s和4000rpm 30s下沉积钙钛矿薄膜。程序结束前15s，将120μL异丙醇滴于基质上，280℃退火10min。
(4)在通过旋涂法将空穴传输层溶液(73mg Spiro-OMeTAD，30μL叔丁基吡啶，18μLLiTFSI，30μLCo(Ⅲ)-TFSI溶解于1mL氯苯中)旋涂到钙钛矿薄膜表面，控制转数为3000rpm，旋涂时间为30s。
最后，将100nm的Au通过真空蒸镀的方法沉积到器件膜上。
图2为基于三苯胺功能化铵盐修饰与未修饰的CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池的J-V曲线对比图。对比例2中未经修饰的CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池的光电转换效率为：Voc为1.18V、Jsc为15.70mA cm-2、FF为0.67、PCE为12.42％，实施例2中基于TPAI修饰技术的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率为Voc为1.30V、Jsc为16.09mA cm-2、FF为0.78、PCE为16.32％；修饰前后的钙钛矿太阳能电池的PCE从12.42％提升到了16.32％，整体上提升31.4％，效果显著。
实施例3
采用三苯胺功能化铵盐(TPAI)作为修饰层的纯无机CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池及其制备方法：
采用的三苯胺功能化铵盐的结构为：
Figure BDA0003659808850000101
所述钙钛矿太阳能电池的结构为FTO/c-TiO2/Perovskite/TPAI/Spiro-OMeTAD/Au。
所述钙钛矿太阳能电池的制备过程为：
(1)将FTO(氟掺杂的二氧化锡)分别用去离子水、丙酮、乙醇超声清洗30min，然后臭氧紫外表面处理20min。
(2)利用热喷雾法，将钛异丙醇溶液与乙醇体积比1：9溶液喷涂于FTO上，500℃加热煅烧。然后臭氧紫外表面处理20min。
(3)将溴化铅PbBr2、碘化铯CsI按摩尔比1：1溶解在二甲基亚砜的有机溶剂中，在60℃搅拌下整夜；在电子传输层上采用连续两步旋转镀膜工艺在1500rpm 15s和3500rpm30s下沉积钙钛矿薄膜，200℃退火10min。
(4)随后将60μL浓度为3mg/mL的TPAI溶液以旋涂工艺为3000rpm 30s滴加于钙钛矿薄膜上。
(5)在通过旋涂法将空穴传输层溶液(73mg Spiro-OMeTAD，30μL叔丁基吡啶，18μLLiTFSI，30μLCo(Ⅲ)-TFSI溶解于1mL氯苯中)旋涂到钙钛矿薄膜表面，控制转数为3000rpm，旋涂时间为30s。
最后，将100nm的Au通过真空蒸镀的方法沉积到器件膜上。
对比例3
无修饰层的纯无机CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池的制备方法：
该方法采用实施例3的制备方法，只是去掉旋涂TPAI溶液的步骤(4)，其余步骤与实施例3一致，最终得到无修饰层的纯无机CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池。
图3基于三苯胺功能化铵盐修饰与未修饰的钙钛矿太阳能电池的J-V曲线对比图。对比例3中未经修饰的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率为Voc为1.23V、Jsc为11.03mA cm-2、FF为0.67、PCE为9.20％，实施例3中基于TPAI修饰技术的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率为Voc为1.29V、Jsc为12.05mA cm-2、FF为0.76、PCE为11.88％。修饰前后的钙钛矿太阳能电池的PCE从9.20％提升到了11.88％，整体上提升29.1％，效率提升显著。
如图4所示，使用和不使用TPAI的两种钙钛矿薄膜的Pb 4f轨道的X射线能谱图显示，当钙钛矿薄膜加了一层TPAI修饰层后，零价铅峰在修饰后明显消失，修饰后薄膜的Pb4f峰向低能带方向位移，说明使用了TPAI修饰后有效的抑制了Pb缺陷。
如图5所示，TPAI粉末及用和不使用TPAI的两种钙钛矿薄膜的I 3d轨道的X射线能谱图显示，TPAI粉末的I 3d峰相较于两种薄膜来说具有更低的能带，说明铵盐上的碘离子与钙钛矿薄膜上的铅具有更强的配位能力，形成Pb-I键，更有利于减少钙钛矿薄膜上的缺陷。

Claims (5)

1.一种表面修饰钙钛矿层的方法，其特征在于：所述钙钛矿层为钙钛矿太阳能电池的一层，该方法采用三苯胺功能化铵盐钝化钙钛矿表面的铅位点缺陷，在钙钛矿表面形成铵盐钝化层，得到表面修饰的钙钛矿层：
所述三苯胺功能化铵盐的结构通式为：
Figure FDA0003659808840000011
其中：R1和R2分别为氢、C1-C18的烷基链、羟基、醛基、羧基、甲胺基、二甲胺基、巯基、磺酸基、
Figure FDA0003659808840000012
-O-R6、-S-R7中的任意一种，R3、R4、R5、R6、R7分别选自C1-C18的烷基链；X为卤素中的任意一种；n为1-12的整数；
该方法的具体步骤为：
将1-5mg/mL的三苯胺功能化铵盐溶液，旋涂于钙钛矿层上，在20℃-100℃下放置10-15min，即得；所述溶液采用的溶剂为异丙醇、氯苯或乙酸乙酯。
2.一种制备钙钛矿太阳能电池的方法，钙钛矿太阳能电池的包括透明导电基底、电子传输层、表面修饰的钙钛矿层、空穴传输层、金属电极，所述表面修饰的钙钛矿层采用权利要求1所述的方法制备，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将透明导电基底在不同溶剂中超声清洗，随后进行紫外臭氧表面清洗；
(2)在步骤(1)后通过热喷雾法或旋涂法在透明导电基底上制备电子传输层；电子传输层为二氧化钛或二氧化锡；
(3)将涂有电子传输层的导电基底进行紫外臭氧表面处理，并旋涂钙钛矿前驱液制备钙钛矿薄膜；
所述钙钛矿薄膜为Csx(FA,MA)1-xPbI3-yBry或全无机钙钛矿CsPbI2Br、CsPbIBr2中的一种；
其中，FA为CH(NH2)2 +，MA为CH3NH3 +，0＜x＜0.1，0＜y＜0.6；
(4)在步骤(3)制备的钙钛矿薄膜上进行三苯胺功能化铵盐钝化处理；
(5)通过旋涂法将空穴传输层溶液制备在步骤(4)钝化处理的钙钛矿薄膜上；
所述空穴传输层溶液包括空穴传输材料、添加剂、有机溶剂，所述空穴传输材料为2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴；添加剂为双(三氟甲烷)磺酰亚胺、4-叔丁基吡啶和三[4-叔丁基-2-(1H-吡唑-1-基)吡啶]钴三(1,1,1-三氟-N-[(三氟甲基)磺酰基]甲烷磺酰胺盐)；有机溶剂为氯苯或乙腈；
(6)通过真空蒸镀的方法将金属电极沉积到空穴传输层上。
3.根据权利要求2所述的一种制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：所述钙钛矿薄膜为Csx(FA,MA)1-xPbI3-yBry时，其前驱液中碘化铅：甲脒基碘化胺：溴化铅：甲基溴化胺：碘化铯的摩尔比为1-1.5:1-1.5:0.1-0.2:0.1-0.2:0.05-0.1。
4.根据权利要求2所述的一种制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：所述钙钛矿薄膜为CsPbI2Br时，其前驱液中碘化铅：溴化铅：碘化铯的摩尔比为1-2:1-2:2-4。
5.根据权利要求2所述的一种制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：所述钙钛矿薄膜为CsPbIBr2，其前驱液中溴化铅：碘化铯的摩尔比为1:1-2。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115666197A (zh) * 2022-12-13 2023-01-31 无锡众能光储科技有限公司 一种高机械稳定性的柔性太阳能电池及制备方法
CN115666197B (zh) * 2022-12-13 2023-06-30 无锡众能光储科技有限公司 一种高机械稳定性的柔性太阳能电池及制备方法

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