CN116247116B - 一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种2‑氨基‑5‑溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池及制备方法,涉及无机钙钛矿太阳能电池技术领域。该种2‑氨基‑5‑溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池为PIN型结构,包括从下至上依次堆叠的透明导电衬底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、钝化层、电子传输层和电极。制备方法包括钝化层的制备,通过采用溶液动态旋涂的方式,用2‑氨基‑5‑溴苯甲酰胺甲醇溶液对CsPbI3‑xBrx型的无机钙钛矿薄膜进行钝化处理,得到厚度为1nm‑10nm的钝化层。本发明的2‑氨基‑5‑溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池降低了无机钙钛矿薄膜的表面缺陷、通过钝化的方式改善了无机钙钛矿薄膜的质量、提高了无机钙钛矿基太阳电池的光电转换效率。

Description

一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池 及制备方法
技术领域
本发明是一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池及制备方法,属于无机钙钛矿太阳能电池技术领域。
背景技术
工业革命以来,世界各国对资源开发与能源消耗呈井喷式增长,人们长期过度开采利用煤、石油、天然气这些不可再生的化石能源。但随着人们认识到过度使用不可再生能源带来的严重后果,人们越来越多的发现并加以利用起可再生资源,包括太阳能、风能、核能等。
钙钛矿型太阳能电池作为一种新型化合物薄膜太阳能电池,可较好的利用太阳能,具有广阔的发展前景。常用的有机-无机杂化钙钛矿材料虽然效率较高,但由于其本征不稳定性,使太阳能电池面临着长期稳定性方面的挑战,无机钙钛矿(CsPbX3,X=Cl-、Br-、I-)则具有天然的热稳定性优势。
但同样,无机钙钛矿太阳电池也具有一定缺陷。首先,相比于正置结构(n-i-p)的无机钙钛矿太阳电池(PSC),倒置结构(p-i-n)的无机钙钛矿太阳电池不仅可以避免使用传输层,而且还具有与串联结构更加兼容的工艺;但由于溶液法制备的多晶无机钙钛矿薄膜不可避免地会产生大量的表面缺陷,倒置结构的无机钙钛矿太阳电池(IPSC)通常具有一定的开路电压损失和填充因子损失。其次,无机钙钛矿薄膜的化学反应性组分暴露于湿度、热和光照时会迁移和挥发,导致卤化物空位和空隙、以及浓度的降低,对无机钙钛矿太阳电池器件性能和稳定性造成不利影响。同时,现有的无机钙钛矿太阳电池的钝化层也存在很多不足:1、钝化材料本身固有的热不稳定性因素不利于钙钛矿太阳电池的长期稳定性;2、钝化材料通常需要很高的浓度才可以达到很好的钝化效果,影响载流子的有效传输,对器件性能造成不利影响。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池及制备方法,通过以下技术方案解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的第一个目的是提供一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池。
一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,为PIN型结构,包括从下至上依次堆叠的透明导电衬底1、空穴传输层2、钙钛矿吸光层3、钝化层4、电子传输层5和电极6,
钙钛矿吸光层3同时满足以下条件:
a.钙钛矿吸光层3为CsPbI3-xBrx型的无机钙钛矿薄膜,0≤x≤3;
b.钙钛矿吸光层3的厚度为200nm-800nm;以及,
钝化层4由2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液对钙钛矿吸光层3进行钝化处理得到。
在一些实施方式中,透明导电衬底1选自ITO导电玻璃、透明导电玻璃、透明导电柔性塑料、导电柔性不锈钢中的一种。
在一些实施方式中,空穴传输层2的材料选自NiOx、PTAA、P3CT、SAM中的一种。
在一些实施方式中,电子传输层5的材料选自PCBM、C60、SnO2中的一种。
在一些实施方式中,电极6同时满足以下条件:
a.所述电极6为通过热蒸发工艺制备的金属电极;
b.所述电极6厚度为10nm-100nm。
本发明的第二个目的是提供一种制备上述的2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池的钝化层的方法。
一种制备2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池的钝化层的方法,无机钙钛矿基太阳电池为PIN型结构,包括从下至上依次堆叠的透明导电衬底1、空穴传输层2、钙钛矿吸光层3、钝化层4、电子传输层5和电极6,其中,钙钛矿吸光层3为CsPbI3-xBrx型的无机钙钛矿薄膜,0≤x≤3;
所述钝化层4的制备方法包括:
采用溶液动态旋涂的方式,用浓度为0.1mg/mL-1.0mg/mL的2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液对CsPbI3-xBrx型的无机钙钛矿薄膜进行钝化处理,得到旋涂后的无机钙钛矿薄膜;
对所述旋涂后的无机钙钛矿薄膜进行退火处理,得到厚度为1nm-10nm的钝化层4。
在一些实施方式中,2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液的优选浓度为0.25mg/mL-0.75mg/mL。
在一些实施方式中,动态旋涂操作中,旋涂速度为2000r/min-8000r/min,旋涂时间为20s-60s。
在一些实施方式中,退火处理操作中,退火温度为50℃-150℃,退火时间为1min-10min。
本发明的第三个目的是提供由上述方法制备得到的2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿的钝化层的应用,该钝化层适用于无机钙钛矿基叠层太阳电池,至少包括以下结构器件:
1)无机钙钛矿/钙钛矿叠层太阳电池
2)无机钙钛矿/晶硅叠层太阳电池
3)无机钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池。
本发明的有益效果:
(1)本发明涉及一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,该2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池的钙钛矿吸光层,经过钝化处理,该材料具有多个基团有效改善了无机钙钛矿薄膜的表面缺陷,大大增加了载流子寿命,提高了无机钙钛矿薄膜的质量,提高了无机钙钛矿基太阳电池的光电转换效率。
(2)本发明涉及一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池的制备方法,该制备方法通过简单可控的方法用2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液对无机钙钛矿薄膜进行钝化处理,具体通过动态旋涂的方式涂覆于无机钙钛矿薄膜的表面,再对其进行退火处理,从而优化界面,羰基和氨基与Pb2+的协同配位,此外溴离子还可以填补卤素空位抑制Pb0的形成,从而达到抑制非辐射复合,提高无机钙钛矿基太阳电池的开路电压和光电转换效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1为实施例1-5所示的钝化无机钙钛矿基太阳电池的层结构示意图;
图2为本发明钝化无机钙钛矿基太阳电池的制备方法流程示意图;
图3为本发明钝化层的制备方法流程示意图;
图4为实施例1所示的钝化无机钙钛矿基太阳电池的J-V曲线图;
图5为实施例2所示的钝化无机钙钛矿基太阳电池的J-V曲线图;
图6为实施例3所示的钝化无机钙钛矿基太阳电池的J-V曲线图;
图7为实施例4所示的钝化无机钙钛矿基太阳电池的J-V曲线图;
图8为实施例5所示的钝化无机钙钛矿基太阳电池的J-V曲线图;
图9为对比例1所示的无钝化层无机钙钛矿太阳电池的层结构示意图;
图10为对比例1所示的普通无机钙钛矿太阳电池的J-V曲线图。
图中:1、透明导电衬底;2、空穴传输层;3、钙钛矿吸光层;4、钝化层;5、电子传输层;6、电极。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式和附图,进一步阐述本发明。
本申请所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。除非另有声明,以下实施例中所使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得,并且可直接使用而无需进一步处理,以及实施例中使用的仪器均可商购获得。本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
太阳能电池发展至今已历经数代,具有广阔的发展前景。其中,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSC)因其高的光电转换效率以及可溶液法制备优势引起了人们极大关注,并获得了迅猛的发展。
有机-无机杂化钙钛矿材料中,由于有机分子本征不稳定性,在受热或潮湿环境下蒸发,限制了有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池在日常环境中的应用,使其面临着长期稳定性方面的挑战。当用Cs完全取代A位的有机阳离子MA+、FA+时,即可得到无机钙钛矿CsPbX3(X为Cl-、Br-、I-),该无机钙钛矿材料则具有天然的热稳定性优势。
目前,绝大多数钙钛矿太阳能电池高效器件均采用正置结构(NIP型)制造,但稳定性会受到具有吸湿性和疏热性掺杂剂的空穴传输层的显著限制,同时正置结构与晶硅串联光伏并不匹配,这些发展与光伏的热稳定性和串联应用的最初意图相矛盾。相比之下,倒置结构(PIN型)不仅可以避免使用不期望的传输层,而且还具有与串联结构更加兼容的工艺。
但倒置结构(PIN型)的无机钙钛矿基太阳电池同样存在一些缺陷:由溶液法制备得到的无机钙钛矿薄膜不可避免地会产生大量的表面缺陷;开路电压损失和填充因子损失;如碘化物等化学反应性组分暴露于湿度、高温和光照时会迁移和挥发,导致不希望的卤化物空位和空隙,进一步导致卤化物相分离。这些表面缺陷对无机钙钛矿基太阳电池器件的性能和稳定性都起着关键作用。
同时,现有的无机钙钛矿太阳电池的钝化层也存在很多不足:1、钝化材料本身固有的热不稳定性因素不利于钙钛矿太阳电池的长期稳定性;2、钝化材料通常需要很高的浓度才可以达到很好的钝化效果,影响载流子的有效传输,对器件性能造成不利影响。
CsPbI2.85Br0.15基无机钙钛矿带隙大于1.68eV,是晶硅叠层太阳电池理想的电池材料。申请人以CsPbI2.85Br0.15基无机钙钛矿为基础,针对上述缺陷进行研究,旨在提供一种钝化无机钙钛矿基太阳电池及制备方法。
一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,为PIN型结构,包括从下至上依次堆叠的透明导电衬底1、空穴传输层2、钙钛矿吸光层3、钝化层4、电子传输层5和电极6,钙钛矿吸光层3同时满足以下条件:a.所述钙钛矿吸光层3为CsPbI3-xBrx型的无机钙钛矿薄膜,0≤x≤3;b.所述钙钛矿吸光层3的厚度为200nm-800nm;以及,钝化层4由2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液对钙钛矿吸光层3进行钝化处理得到。
根据部分实施方式,透明导电衬底1选自ITO导电玻璃、透明导电玻璃、透明导电柔性塑料、导电柔性不锈钢中的一种。
根据部分实施方式,空穴传输层2的材料选自NiOx、PTAA、P3CT、SAM中的一种。
根据部分实施方式,电子传输层5的材料选自PCBM、C60、SnO2中的一种。
根据部分实施方式,电极6同时满足以下条件:a.所述电极6为通过热蒸发工艺制备的金属电极;b.所述电极6厚度为10nm-100nm。
一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,制备方法包括:
S1、选取干净的ITO导电玻璃/透明导电玻璃/透明导电柔性塑料/导电柔性不锈钢作为透明导电衬底1;
S2、在透明导电衬底1的一侧表面上制备空穴传输层2;
S3、在氮气环境中中,在空穴传输层2上旋涂制备钙钛矿吸光层3;
S4、在钙钛矿吸光层3上,用2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液,采用溶液动态旋涂的方式制备钝化层4;
S5、在钝化后的钙钛矿吸光层3,即钝化层4上旋涂制备电子传输层5;
S6、在电子传输层5上沉积金属形成电极6。
在部分实施方式中,钝化层4的制备方法具体包括:
S41、称取一定量2-氨基-5-溴苯甲酰胺溶于甲醇里,得到浓度为0.1mg/mL-1.0mg/mL的2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液,备用;
S42、采用溶液动态旋涂的方式,用特定浓度的2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液对CsPbI3-xBrx型的无机钙钛矿薄膜进行钝化处理,得到旋涂后的无机钙钛矿薄膜;
S43、对旋涂后的无机钙钛矿薄膜进行退火处理,得到厚度为1nm-10nm的钝化层4。
根据部分实施方式,动态旋涂操作中,旋涂速度为2000r/min-8000r/min,旋涂时间为20s-60s。
根据部分实施方式,退火处理操作中,退火温度为50℃-100℃,退火时间为1min-10min。
根据部分实施方式,通过上述的方法制备得到的钝化层可应用于无机钙钛矿基叠层太阳电池,至少包括以下结构器件:
1)无机钙钛矿/钙钛矿叠层太阳电池
2)无机钙钛矿/晶硅叠层太阳电池
3)无机钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池。
实施例1
本实施例制备一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,如图2和图3所示,制备方法包括:
S1、用洗涤剂、去离子水和异丙醇依次超声清洗ITO导电玻璃各15分钟,作为透明导电衬底1备用,其中,ITO导电玻璃的方块电阻为7-15Ω;
S2、将清洗干净的透明导电衬底1用氮气吹干,UV处理20分钟;在透明导电衬底1的一侧表面上旋涂NiOx溶液,通过控制旋涂速度调节NiOx溶液薄膜的厚度,随后将其置于100℃的热板上退火10分钟,制备空穴传输层2,此过程在空气中进行;
S3、将CsPbI2.85Br0.15钙钛矿溶于体积比为1:1的DMF和DMSO混合溶液中,制成浓度为0.8M的CsPbI2.85Br0.15钙钛矿溶液,备用;使用一步法,在充满氮气的手套箱中,在空穴传输层2上旋涂CsPbI2.85Br0.15钙钛矿溶液,制备钙钛矿吸光层3,旋涂速度为2000r/min,旋涂时间为45s,然后将旋涂后的材料放置于170℃热板上退火10min,得到无机钙钛矿薄膜厚度约为300nm;
S4、将2-氨基-5-溴苯甲酰胺溶于甲醇里,得到浓度为0.25mg/mL的2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液,备用;在钙钛矿吸光层3上采用溶液动态旋涂的方式以6000r/min的速度旋涂2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液,制备钝化层4,旋涂时间为30s,然后将其放置于80℃热板上退火5min,厚度约为1nm;
S5、将PCBM溶于氯苯中,配置成浓度为20mg/mL的PCBM溶液,备用;将BCP溶于异丙醇中,配置成浓度为0.5mg/mL的BCP溶液,备用;在钝化后的钙钛矿吸光层3,即钝化层4上依次旋涂PCBM溶液和BCP溶液,制备电子传输层5,PCBM溶液的旋涂速度为1500r/min,旋涂时间为45s,BCP溶液的旋涂速度为4000r/min,旋涂时间为45s;
S6、采用热蒸发的工艺,在电子传输层5上蒸发沉积金属银,形成厚度为80nm的电极6。
制备得到的无机钙钛矿基太阳电池的结构如图1所示;对其进行性能测试:在AM1.5,100mW/cm2标准光强的照射下,本实施例制备的太阳电池的开路电压为1.202V,短路电流密度为19.56mA/cm2,填充因子83.17%,如图4所示,效率为19.57%。
实施例2
本实施例制备一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于:
S4、将2-氨基-5-溴苯甲酰胺溶于甲醇里,得到浓度为0.5mg/mL的2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液,备用;在钙钛矿吸光层3上采用溶液动态旋涂的方式以6000r/min的速度旋涂2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液,制备钝化层4,旋涂时间为30s,然后将其放置于80℃热板上退火5min,厚度约为1nm;
制备得到的无机钙钛矿基太阳电池的结构如图1所示;对其进行性能测试:在AM1.5,100mW/cm2标准光强的照射下,本实施例制备的太阳电池的开路电压为1.217V,短路电流密度为19.63mA/cm2,填充因子84.42%,如图5所示,效率为20.18%。
实施例3
本实施例制备一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于:
S4、将2-氨基-5-溴苯甲酰胺溶于甲醇里,得到浓度为0.75mg/mL的2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液,备用;在钙钛矿吸光层3上采用溶液动态旋涂的方式以6000r/min的速度旋涂2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液,制备钝化层4,旋涂时间为30s,然后将其放置于80℃热板上退火5min,厚度约为1nm;
制备得到的无机钙钛矿基太阳电池的结构如图1所示;对其进行性能测试:在AM1.5,100mW/cm2标准光强的照射下,本实施例制备的太阳电池的开路电压为1.199V,短路电流密度为19.62mA/cm2,填充因子82.54%,如图6所示,效率为19.43%。
实施例4
本实施例制备一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于:
S4、将2-氨基-5-溴苯甲酰胺溶于甲醇里,得到浓度为0.5mg/mL的2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液,备用;在钙钛矿吸光层3上采用溶液动态旋涂的方式以2000r/min的速度旋涂2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液,制备钝化层4,旋涂时间为30s,然后将其放置于80℃热板上退火5min,厚度约为1nm;
制备得到的无机钙钛矿基太阳电池的结构如图1所示;对其进行性能测试:在AM1.5,100mW/cm2标准光强的照射下,本实施例制备的太阳电池的开路电压为1.203V,短路电流密度为19.57mA/cm2,填充因子81.29%,如图7所示,效率为19.18%。
实施例5
本实施例制备一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于:
S4、将2-氨基-5-溴苯甲酰胺溶于甲醇里,得到浓度为0.5mg/mL的2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液,备用;在钙钛矿吸光层3上采用溶液动态旋涂的方式以4000r/min的速度旋涂2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液,制备钝化层4,旋涂时间为30s,然后将其放置于80℃热板上退火5min,厚度约为1nm;
制备得到的无机钙钛矿基太阳电池的结构如图1所示;对其进行性能测试:在AM1.5,100mW/cm2标准光强的照射下,本实施例制备的太阳电池的开路电压为1.202V,短路电流密度为19.66mA/cm2,填充因子83.28%,如图8所示,效率为19.72%。
对比例1
为进一步对比本发明的技术方案及其所达到的有益效果,制备无钝化层的无机钙钛矿基太阳电池,制备方法大致与实施例1相同,不同之处在于本对比例省略了S4的制备钝化层这一步骤。
制备得到的无钝化无机钙钛矿基太阳电池的结构如图9所示;对其进行性能测试:在AM1.5,100mW/cm2标准光强的照射下,本对比例制备的无钝化层太阳电池的开路电压为1.138V,短路电流密度为19.79mA/cm2,填充因子82.10%,如图10所示,效率为18.49%。
进一步对实施例1-5制备得到的无机钙钛矿基太阳电池进行分析发现:随着2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液浓度的升高,当浓度为0.25mg/mL时,2-氨基-5-溴苯甲酰胺过少,不足以对钙钛矿薄膜进行有效钝化,从而影响器件性能的提升;当浓度为0.5mg/mL时达到最佳性能;当浓度提高到0.75mg/mL时,2-氨基-5-溴苯甲酰胺过量,部分存留在钙钛矿薄膜表面,由于本身的绝缘性质阻碍载流子输运,从而导致器件性能降低。随着溶液旋涂速度的改变,速度低时,甲醇溶剂会侵蚀破坏较下层的钙钛矿薄膜,2-氨基-5-溴苯甲酰胺厚度也增加,不利于载流子的传输;随着旋涂速度的增加,2-氨基-5-溴苯甲酰胺的表面钝化和钙钛矿薄膜表面重构达到动态平衡,实现最佳的器件性能。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明、基本原理和有益效果,但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围。在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围,落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,其特征在于,为PIN型结构,包括从下至上依次堆叠的透明导电衬底(1)、空穴传输层(2)、钙钛矿吸光层(3)、钝化层(4)、电子传输层(5)和电极(6),
所述钙钛矿吸光层(3)同时满足以下条件:
a.所述钙钛矿吸光层(3)为CsPbI3-xBrx型的无机钙钛矿薄膜,0≤x≤3;
b.所述钙钛矿吸光层(3)的厚度为200nm-800nm;以及,
所述钝化层(4)由2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液对所述钙钛矿吸光层(3)进行钝化处理得到。
2.根据权利要求1所述的一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,其特征在于,所述透明导电衬底(1)选自ITO导电玻璃、透明导电玻璃、透明导电柔性塑料、导电柔性不锈钢中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,其特征在于,所述空穴传输层(2)的材料选自NiOx、PTAA、P3CT、SAM中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,其特征在于,所述电子传输层(5)的材料选自PCBM、C60、SnO2中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,其特征在于,所述电极(6)同时满足以下条件:
a.所述电极(6)为通过热蒸发工艺制备的金属电极;
b.所述电极(6)厚度为10nm-100nm。
6.一种制备如权利要求1-5任一所述的2-氨基-5-溴苯甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池的钝化层的方法,其特征在于,所述无机钙钛矿基太阳电池为PIN型结构,包括从下至上依次堆叠的透明导电衬底(1)、空穴传输层(2)、钙钛矿吸光层(3)、钝化层(4)、电子传输层(5)和电极(6),其中,钙钛矿吸光层(3)为CsPbI3-xBrx型的无机钙钛矿薄膜,0≤x≤3;
所述钝化层(4)的制备方法包括:
采用溶液动态旋涂的方式,用浓度为0.1mg/mL-1.0mg/mL的2-氨基-5-溴苯甲酰胺甲醇溶液对所述CsPbI3-xBrx型的无机钙钛矿薄膜进行钝化处理,得到旋涂后的无机钙钛矿薄膜;
对所述旋涂后的无机钙钛矿薄膜进行退火处理,得到厚度为1nm-10nm的钝化层(4)。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述动态旋涂操作中,旋涂速度为2000r/min-8000r/min,旋涂时间为20s-60s。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述退火处理操作中,退火温度为50℃-150℃,退火时间为1min-10min。
9.一种通过如权利要求6-8任一所述的方法制备得到的钝化层的应用,其特征在于,适用于无机钙钛矿基叠层太阳电池,至少包括以下结构器件:
1)无机钙钛矿/钙钛矿叠层太阳电池
2)无机钙钛矿/晶硅叠层太阳电池
3)无机钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池。
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