CN116253353A - 一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备方法及应用 - Google Patents
一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明的一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备方法及应用属于纳米材料制备技术领域，首先配置聚醚P123溶液，加乙二醇并搅拌均匀，加入氢氧化钾溶液，在高压反应釜中210℃恒温反应50min，待高压反应釜冷却后，用去离子水、稀氨水、异丙醇多次清洗反应釜内的固体产物，最终得到铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料，可作为空穴传输层，制备钙钛矿太阳电池。本发明制备的铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料具有长期稳定性好、空穴迁移率大、空穴浓度高、禁带宽度直接可调、对缺陷和杂质的耐受性高等优异特点，该材料的能带结构可以与钙钛矿材料相匹配，从而提高钙钛矿太阳电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种新型空穴传输层材料的制备方法以及钙钛矿太阳电池的制备方法。
背景技术
钙钛矿太阳能电池由于其卓越的光伏性能而得到了广泛关注，而且其制备成本相对传统硅基电池来说较低，目前是被当作硅基电池的替代品而被广泛研究。
钙钛矿太阳能电池发展过程中一个主要的挑战是其不稳定性，在光、潮湿、氧气下，都很容易降解，尤其是有机空穴材料，比如说spiro-OMeTAD和PEDOT:PSS等材料具有吸湿性，会导致钙钛矿太阳能电池降解，而且这些有机材料成本高，为解决上述问题，目前对于无机空穴传输材料的研究日益广泛。对于合适的空穴传输材料，需要具备以下几个因素：适当的能级排列、高的空穴迁移率、良好的稳定性和简单的沉积方法。与有机材料相比，各种无机材料由于其成本较低且合成过程简易，被认为是十分有前景的空穴传输材料。
倒置结构的钙钛矿太阳电池因稳定性好，迟滞效应低等优点受到广泛关注。自倒置结构钙钛矿太阳电池2013年首次出现以来，其光电转化效率提升迅速，但与正向结构的器件仍然存在一定的差距。倒置结构的钙钛矿太阳电池的空穴传输层直接沉积在导电玻璃上，而正置结构的钙钛矿太阳电池的空穴传输层沉积在钙钛矿薄膜上。导电玻璃的稳定性远好于钙钛矿薄膜，这允许了一个宽阔的空穴传输材料沉积工艺窗口。因此，无机空穴传输材料常在倒置结构的钙钛矿太阳电池中使用。目前，主要的无机空穴传输材料主要以金属氧化物为主，常见的有NiOX，CuXO，CoOx，NiCo2O4，CuGaO2等等。金属氢氧化物纳米材料与金属氧化物纳米材料相比，同样具有稳定性好、合成工艺简单、原料来源广泛、价格便宜等特点。但目前在钙钛矿太阳电池领域，对金属氢氧化物作为空穴传输材料的研究较少，并且光电转换效率较低。因此，开发合适的金属氢氧化物空穴传输材料有利于提高倒置钙钛矿太阳电池的光电转换效率与降低滞后。
发明内容
本发明提供了一种新型金属氢氧化物纳米材料，该材料为铜、铟共掺杂氢氧化镱(Yb(OH)3:In/Cu)纳米材料。
本发明的第一目的在于提供一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备方法。本发明的第二目的在于将铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料作为空穴传输材料应用于倒置钙钛矿太阳电池。
本发明的技术方案如下：
一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
1)配置聚醚P123溶液，溶剂为去离子水，浓度为0.05g/mL，搅拌至完全溶解备用，将镱源、铜源、铟源材料按摩尔比例1:0.15:0.03～0.07混合后溶解在所述聚醚P123溶液中，搅拌至完全溶解；每1mmol硝酸镱使用4mL聚醚P123溶液；
2)向步骤1)中得到的均匀混合溶液中缓慢滴加乙二醇并搅拌均匀；加入的乙二醇与步骤1)中使用的聚醚P123溶液的体积比为7:8；
3)配置氢氧化钾溶液，溶剂为去离子水，浓度为0.5mmol/mL，搅拌至完全溶解；向步骤2)得到的均匀混合溶液中加入步骤所述氢氧化钾溶液并搅拌均匀；加入的氢氧化钾溶液与步骤2)中加入的乙二醇的体积比为2:1；
4)将步骤3)得到的混合溶液转移到高压反应釜中，210℃恒温50min，待高压反应釜冷却后，用去离子水、稀氨水、异丙醇多次清洗反应釜内的固体产物，最终得到铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料。
作为优选，步骤1)中所述镱源材料为硝酸镱，铜源材料为硝酸铜，铟源材料为硝酸铟。
一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的应用，其特征在于，将所述铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料作为空穴传输层，制备钙钛矿太阳电池的方法，包括以下步骤：
1)导电玻璃衬底刻蚀与清洗，导电玻璃衬底由氟掺杂二氧化锡材料组成，对导电玻璃衬底先进行1064nm激光刻蚀，再用乙醇、去离子水和乙醇分别清洗30min，最后紫外臭氧处理15min备用；
2)空穴传输层制备，空穴传输层由所述铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料组成，先将铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料分散在体积比为1:1的二甲基亚砜和异丙醇混合溶剂中，再以6000r/min的速度旋涂在导电玻璃衬底上，旋涂时间为40s，旋涂过程需重复三次，以达到所需厚度，旋涂结束后，100℃退火10min，最终得到空穴传输层；
3)钙钛矿层制备，钙钛矿层前驱体溶液的配置方法为，将反应物溴甲胺，溴化铅，碘化铯，碘甲脒，碘化铅按1:1.9:2.3:10:11.4的摩尔比例依次混合,再加入体积比为1:200:800的丙烯酸羟乙酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺的混合溶剂，其中每1毫摩尔溴甲胺使用9.292毫升的混合溶剂，搅拌至完全溶解，再将该前驱体溶液用两步旋涂法旋涂在空穴传输层上，第一步旋涂速度为500r/min，旋涂时间为5s，第二步旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为45s，第二步旋涂结束前30s时，滴加100uL的氯苯反溶剂，旋涂结束后，100℃退火10min，得到钙钛矿层；
4)电子传输层制备，电子传输层由苯乙基碘化胺/[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶液/浴铜灵组成，将苯乙基碘化胺溶解于异丙醇中，搅拌至完全溶解，得到浓度为1mg/mL的苯乙基碘化胺溶液，再将该溶液旋涂在钙钛矿层上方，旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为30s，旋涂结束后，100℃退火10min，将[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶解于氯苯中，搅拌至完全溶解，得到浓度为20mg/mL的[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶液，再将该溶液旋涂在苯乙基碘化胺层上方，旋涂参数设置为1500rpm，30s，自然干燥，再使用蒸发镀膜机在[6,6]-苯基C61丁酸甲酯层上方蒸镀一层8nm厚的浴铜灵层，得到电子传输层；
6)制备电极层，使用蒸发镀膜机在电子传输层上方蒸镀一层厚度100nm的银电极层，得到基于铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的钙钛矿太阳电池。
有益效果：
目前无机空穴传输材料主要以金属氧化物纳米材料为主，对氢氧化物纳米材料的研究较少。本发明首次提供了一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的水热制备方法，并首次将其用于钙钛矿太阳电池的空穴传输层中。
本发明使用的铜、铟共掺杂氢氧化镱空穴传输材料具有长期稳定性好、空穴迁移率大、空穴浓度高、禁带宽度直接可调、对缺陷和杂质的耐受性高等优异特点。通过调节铜、铟共掺杂氢氧化镱材料的掺杂组成可以调节空穴浓度和能带结构，使得该材料的能带结构可以与钙钛矿材料相匹配，从而提高钙钛矿太阳电池的光电转换效率。
本发明的铜、铟共掺杂氢氧化镱空穴传输材料相比常用的有机空穴传输材料合成工艺简单，原料成本低廉、来源广泛，有极大的应用前景。
附图说明
图1为本发明制备铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的工艺流程框图。
图2为实施例3所制备的基于铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料为空穴传输层的钙钛矿太阳电池的扫描截面图。
图3为实施例1所制备的氢氧化镱纳米材料的扫描电镜图。
图4为实施例3所制备的铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的扫描电镜图。
图5为实施例1、2、3、4所制备的基于不同铟掺杂量的铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料为空穴传输层的钙钛矿太阳电池的电流密度-电压曲线图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤外，均可以任何方式组合。
本发明通过水热法制备了铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料，并其作为空穴传输材料应用到钙钛矿太阳电池中。其中使用的化学药品主要包括硝酸镱，硝酸铜，硝酸铟，聚醚P123，乙二醇，去离子水，氢氧化钾，氨水，二甲基亚砜，异丙醇，二甲基甲酰胺、碘化铅、溴化铅、碘甲醚、溴甲胺、碘化铯、丙烯酸羟乙酯、苯乙基碘化胺、[6,6]-苯基C61丁酸甲酯、氯苯、浴铜灵等。
下面通过实施例对本发明作详细的描述，其目的在于更好地理解本发明的内容，所举之例不限于本发明的保护范围。
实施例1
一种氢氧化镱纳米材料的制备，并将其作为空穴传输材料应用于钙钛矿太阳电池的方法，包括以下步骤：
本实施例主要特征为：制备不掺杂的氢氧化镱纳米材料，用将其作为空穴传输材料制备钙钛矿太阳电池。本实施例为对照例，用于与本发明制备的铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的性能进行对比。
(1)一种氢氧化镱纳米材料的制备方法
取0.5g聚醚P123放入烧杯,加入10mL去离子水，充分搅拌至均匀备用。取0.2805g氢氧化钾放入烧杯，加入10mL去离子水，充分搅拌至均匀备用。取1mmol硝酸镱放入烧杯，加入4mL前述搅拌好的聚醚P123溶液，充分搅拌至均匀。依次向上述混合溶液缓慢加入3.5mL乙二醇和7mL前述搅拌好的氢氧化钾溶液，充分搅拌至均匀。取12mL所得溶液转移到内衬容量为20mL的高压釜中，210℃下进行水热反应50min。自然冷却后，用去离子水、稀氨水、异丙醇充分清洗高压釜中的沉淀产物，最终得到氢氧化镱纳米材料。图3为所制备的氢氧化镱纳米材料的扫描电镜图。
(2)基于上述氢氧化镱纳米材料作为空穴传输材料的钙钛矿太阳电池的制备方法
对导电玻璃衬底先进行1064nm激光刻蚀，再用乙醇、去离子水和乙醇分别清洗30min，最后紫外臭氧处理15min备用。将上述制备好的氢氧化镱纳米材料分散在体积比为1:1的二甲基亚砜和异丙醇混合溶剂中，再以6000r/min的速度旋涂在导电玻璃衬底上，旋涂时间为40s，旋涂过程需重复三次，以达到所需厚度，旋涂结束后，100℃退火10min，最终得到空穴传输层。将反应物852mg碘化铅，99mg碘化铯，280.5mg碘甲脒，120mg溴化铅，18mg溴甲胺混合，加入15μL丙烯酸羟乙酯、0.3mL二甲基亚砜、1.2mL二甲基甲酰胺的混合溶剂，搅拌至完全溶解。再将该溶液用两步旋涂法旋涂在空穴传输层上。第一步旋涂速度为500r/m，旋涂时间为5s。第二步旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为45s。第二步旋涂结束前30s时，滴加100uL的氯苯反溶剂。旋涂结束后，100℃退火10min，最终得到钙钛矿层。将1mg苯乙基碘化胺溶解于1mL异丙醇中，搅拌至完全溶解，得到浓度为1mg/mL的苯乙基碘化胺溶液。再将该溶液旋涂在钙钛矿层上方，旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为30s。旋涂结束后，100℃退火10min。将20mg[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶解于1mL氯苯中，搅拌至完全溶解，得到浓度为20mg/mL的[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶液。再将该溶液旋涂在苯乙基碘化胺层上方，旋涂参数设置为1500rpm，30s，自然干燥。再使用蒸发镀膜机在[6,6]-苯基C61丁酸甲酯层上方蒸镀一层8nm厚的浴铜灵层。最终得到电子传输层。使用蒸发镀膜机在电子传输层上方蒸镀一层厚度100nm的银电极层，最终获得基于氢氧化镱纳米材料作为空穴传输层的钙钛矿太阳电池。在光照强度为100mWcm-2的AM 1.5模拟太阳光照射下，测试该器件的电流密度-电压曲线，其性能参数如表1所示，其电流密度-电压曲线如图5所示。
实施例2
一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备，并将其作为空穴传输材料应用于钙钛矿太阳电池的方法，包括以下步骤：
本实施例主要特征为：制备空穴传输材料所用原料镱源、铜源、铟源材料对应的元素摩尔投料比为Yb:Cu:In＝1:0.15:0.03。
(1)一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备方法
取0.5g聚醚P123放入烧杯,加入10mL去离子水，充分搅拌至均匀备用。取0.2805g氢氧化钾放入烧杯，加入10mL去离子水，充分搅拌至均匀备用。取1mmol硝酸镱、0.15mmol硝酸铜、0.03mmol硝酸铟放入烧杯，加入4mL前述搅拌好的聚醚P123溶液，充分搅拌至均匀。依次向上述混合溶液缓慢加入3.5mL乙二醇和7mL前述搅拌好的氢氧化钾溶液，充分搅拌至均匀。取12mL所得溶液转移到内衬容量为20mL的高压釜中，210℃下进行水热反应50min。自然冷却后，用去离子水、稀氨水、异丙醇充分清洗高压釜中的沉淀产物，最终得到铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料。
(2)基于上述铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料作为空穴传输材料的钙钛矿太阳电池的制备方法
对导电玻璃衬底先进行1064nm激光刻蚀，再用乙醇、去离子水和乙醇分别清洗30min，最后紫外臭氧处理15min备用。将上述中制备好的铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料分散在体积比为1:1的二甲基亚砜和异丙醇混合溶剂中，再以6000r/min的速度旋涂在导电玻璃衬底上，旋涂时间为40s,旋涂过程需重复三次，以达到所需厚度，旋涂结束后，100℃退火10min,最终得到空穴传输层。将反应物852mg碘化铅，99mg碘化铯，280.5mg碘甲脒，120mg溴化铅，18mg溴甲胺混合，加入15μL丙烯酸羟乙酯、0.3mL二甲基亚砜、1.2mL二甲基甲酰胺的混合溶剂，搅拌至完全溶解。再将该溶液用两步旋涂法旋涂在空穴传输层上。第一步旋涂速度为500r/m，旋涂时间为5s。第二步旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为45s。第二步旋涂结束前30s时，滴加100μL的氯苯反溶剂。旋涂结束后，100℃退火10min，最终得到钙钛矿层。将1mg苯乙基碘化胺溶解于1mL异丙醇中，搅拌至完全溶解，得到浓度为1mg/mL的苯乙基碘化胺溶液。再将该溶液旋涂在钙钛矿层上方，旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为30s。旋涂结束后，100℃退火10min。将20mg[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶解于1mL氯苯中，搅拌至完全溶解，得到浓度为20mg/mL的[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶液。再将该溶液旋涂在苯乙基碘化胺层上方，旋涂参数设置为1500rpm，30s，自然干燥。再使用蒸发镀膜机在[6,6]-苯基C61丁酸甲酯层上方蒸镀一层8nm厚的浴铜灵层。最终得到电子传输层。使用蒸发镀膜机在电子传输层上方蒸镀一层厚度100nm的银电极层，最终获得基于铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料作为空穴传输层的钙钛矿太阳电池。在光照强度为100mWcm-2的AM 1.5模拟太阳光照射下，测试该器件的电流密度-电压曲线，其性能参数如表1所示，其电流密度-电压曲线如图5所示。
实施例3
一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备，并将其作为空穴传输材料应用于钙钛矿太阳电池的方法，包括以下步骤：
本实施例主要特征为：制备空穴传输材料所用原料镱源、铜源、铟源材料对应的元素摩尔投料比为Yb:Cu:In＝1:0.15:0.05。
(1)一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备方法
取0.5g聚醚P123放入烧杯,加入10mL去离子水，充分搅拌至均匀备用。取0.2805g氢氧化钾放入烧杯，加入10mL去离子水，充分搅拌至均匀备用。取1mmol硝酸镱、0.15mmol硝酸铜、0.05mmol硝酸铟放入烧杯，加入4mL前述搅拌好的聚醚P123溶液，充分搅拌至均匀。依次向上述混合溶液缓慢加入3.5mL乙二醇和7mL前述搅拌好的氢氧化钾溶液，充分搅拌至均匀。取12mL所得溶液转移到内衬容量为20mL的高压釜中，210℃下进行水热反应50min。自然冷却后，用去离子水、稀氨水、异丙醇充分清洗高压釜中的沉淀产物，最终得到铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料。图4为所制备的铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的扫描电镜图。
(2)基于上述铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料作为空穴传输材料的钙钛矿太阳电池的制备方法
对导电玻璃衬底先进行1064nm激光刻蚀，再用乙醇、去离子水和乙醇分别清洗30min，最后紫外臭氧处理15min备用。将上述中制备好的铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料分散在体积比为1:1的二甲基亚砜和异丙醇混合溶剂中，再以6000r/min的速度旋涂在导电玻璃衬底上，旋涂时间为40s,旋涂过程需重复三次，以达到所需厚度，旋涂结束后，100℃退火10min,最终得到空穴传输层。将反应物852mg碘化铅，99mg碘化铯，280.5mg碘甲脒，120mg溴化铅，18mg溴甲胺混合，加入15μL丙烯酸羟乙酯、0.3mL二甲基亚砜、1.2mL二甲基甲酰胺的混合溶剂，搅拌至完全溶解。再将该溶液用两步旋涂法旋涂在空穴传输层上。第一步旋涂速度为500r/min，旋涂时间为5s。第二步旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为45s。第二步旋涂结束前30s时，滴加100μL的氯苯反溶剂。旋涂结束后，100℃退火10min，最终得到钙钛矿层。将1mg苯乙基碘化胺溶解于1mL异丙醇中，搅拌至完全溶解，得到浓度为1mg/mL的苯乙基碘化胺溶液。再将该溶液旋涂在钙钛矿层上方，旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为30s。旋涂结束后，100℃退火10min。将20mg[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶解于1mL氯苯中，搅拌至完全溶解，得到浓度为20mg/mL的[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶液。再将该溶液旋涂在苯乙基碘化胺层上方，旋涂参数设置为1500rpm，30s，自然干燥。再使用蒸发镀膜机在[6,6]-苯基C61丁酸甲酯层上方蒸镀一层8nm厚的浴铜灵层。最终得到电子传输层。使用蒸发镀膜机在电子传输层上方蒸镀一层厚度100nm的银电极层，最终获得基于铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料作为空穴传输层的钙钛矿太阳电池，其扫描截面图如图2所示。在光照强度为100mWcm-2的AM 1.5模拟太阳光照射下，测试该器件的电流密度-电压曲线，其性能参数如表1所示，其电流密度-电压曲线如图5所示。
实施例4
一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备，并将其作为空穴传输材料应用于钙钛矿太阳电池的方法，包括以下步骤：
本实施例主要特征为：制备空穴传输材料所用原料镱源、铜源、铟源材料对应的元素摩尔投料比为Yb:Cu:In＝1:0.15:0.07。
(1)一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备方法
取0.5g聚醚P123放入烧杯,加入10mL去离子水，充分搅拌至均匀备用。取0.2805g氢氧化钾放入烧杯，加入10mL去离子水，充分搅拌至均匀备用。取1mmol硝酸镱、0.15mmol硝酸铜、0.07mmol硝酸铟放入烧杯，加入4mL前述搅拌好的聚醚P123溶液，充分搅拌至均匀。依次向上述混合溶液缓慢加入3.5mL乙二醇和7mL前述搅拌好的氢氧化钾溶液，充分搅拌至均匀。取12mL所得溶液转移到内衬容量为20mL的高压釜中，210℃下进行水热反应50min。自然冷却后，用去离子水、稀氨水、异丙醇充分清洗高压釜中的沉淀产物，最终得到铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料。
(2)基于上述铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料作为空穴传输材料的钙钛矿太阳电池的制备方法
对导电玻璃衬底先进行1064nm激光刻蚀，再用乙醇、去离子水和乙醇分别清洗30min，最后紫外臭氧处理15min备用。将上述中制备好的铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料分散在体积比为1:1的二甲基亚砜和异丙醇混合溶剂中，再以6000r/min的速度旋涂在导电玻璃衬底上，旋涂时间为40s,旋涂过程需重复三次，以达到所需厚度，旋涂结束后，100℃退火10min,最终得到空穴传输层。将反应物852mg碘化铅，99mg碘化铯，280.5mg碘甲脒，120mg溴化铅，18mg溴甲胺混合，加入15μL丙烯酸羟乙酯、0.3mL二甲基亚砜、1.2mL二甲基甲酰胺的混合溶剂，搅拌至完全溶解。再将该溶液用两步旋涂法旋涂在空穴传输层上。第一步旋涂速度为500r/m，旋涂时间为5s。第二步旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为45s。第二步旋涂结束前30s时，滴加100μL的氯苯反溶剂。旋涂结束后，100℃退火10min，最终得到钙钛矿层。将1mg苯乙基碘化胺溶解于1mL异丙醇中，搅拌至完全溶解，得到浓度为1mg/mL的苯乙基碘化胺溶液。再将该溶液旋涂在钙钛矿层上方，旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为30s。旋涂结束后，100℃退火10min。将20mg[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶解于1mL氯苯中，搅拌至完全溶解，得到浓度为20mg/mL的[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶液。再将该溶液旋涂在苯乙基碘化胺层上方，旋涂参数设置为1500rpm，30s，自然干燥。再使用蒸发镀膜机在[6,6]-苯基C61丁酸甲酯层上方蒸镀一层8nm厚的浴铜灵层。最终得到电子传输层。使用蒸发镀膜机在电子传输层上方蒸镀一层厚度100nm的银电极层，最终获得基于铜掺杂氢氧化镱纳米材料的钙钛矿太阳电池。在光照强度为100mWcm-2的AM1.5模拟太阳光照射下，测试该器件的电流密度-电压曲线，其性能参数如表1所示，其电流密度-电压曲线如图5所示。
实施例5
一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备，并将其作为空穴传输材料应用于钙钛矿太阳电池的方法，包括以下步骤：
本实施例主要特征为：制备的空穴传输材料使用的沉淀剂为氢氧化钠。
(1)一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备方法
取0.5g聚醚P123放入烧杯,加入10mL去离子水，充分搅拌至均匀备用。取0.1998g氢氧化钠放入烧杯，加入10mL去离子水，充分搅拌至均匀备用。取1mmol硝酸镱、0.15mmol硝酸铜、0.07mmol硝酸铟放入烧杯，加入4mL前述搅拌好的聚醚P123溶液，充分搅拌至均匀。依次向上述混合溶液缓慢加入3.5mL乙二醇和7mL前述搅拌好的氢氧化钾溶液，充分搅拌至均匀。取12mL所得溶液转移到内衬容量为20mL的高压釜中，210℃下进行水热反应50min。自然冷却后，用去离子水、稀氨水、异丙醇充分清洗高压釜中的沉淀产物，最终得到铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料。
(2)基于上述铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料作为空穴传输材料的钙钛矿太阳电池的制备方法
对导电玻璃衬底先进行1064nm激光刻蚀，再用乙醇、去离子水和乙醇分别清洗30min，最后紫外臭氧处理15min备用。将上述中制备好的铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料分散在体积比为1:1的二甲基亚砜和异丙醇混合溶剂中，再以6000r/min的速度旋涂在导电玻璃衬底上，旋涂时间为40s,旋涂过程需重复三次，以达到所需厚度，旋涂结束后，100℃退火10min,最终得到空穴传输层。将反应物852mg碘化铅，99mg碘化铯，280.5mg碘甲脒，120mg溴化铅，18mg溴甲胺混合，加入15μL丙烯酸羟乙酯、0.3mL二甲基亚砜、1.2mL二甲基甲酰胺的混合溶剂，搅拌至完全溶解。再将该溶液用两步旋涂法旋涂在空穴传输层上。第一步旋涂速度为500r/m，旋涂时间为5s。第二步旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为45s。第二步旋涂结束前30s时，滴加100μL的氯苯反溶剂。旋涂结束后，100℃退火10min，最终得到钙钛矿层。将1mg苯乙基碘化胺溶解于1mL异丙醇中，搅拌至完全溶解，得到浓度为1mg/mL的苯乙基碘化胺溶液。再将该溶液旋涂在钙钛矿层上方，旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为30s。旋涂结束后，100℃退火10min。将20mg[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶解于1mL氯苯中，搅拌至完全溶解，得到浓度为20mg/mL的[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶液。再将该溶液旋涂在苯乙基碘化胺层上方，旋涂参数设置为1500rpm，30s，自然干燥。再使用蒸发镀膜机在[6,6]-苯基C61丁酸甲酯层上方蒸镀一层8nm厚的浴铜灵层。最终得到电子传输层。使用蒸发镀膜机在电子传输层上方蒸镀一层厚度100nm的银电极层，最终获得基于铜掺杂氢氧化镱纳米材料的钙钛矿太阳电池。在光照强度为100mWcm-2.2的AM1.5模拟太阳光照射下，测试该器件的电流密度-电压曲线，性能参数在表1中。
实施例6
一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备，并将其作为空穴传输材料应用于钙钛矿太阳电池的方法，包括以下步骤：
本实施例主要特征为：制备空穴传输材料使用的镱源原料为硫酸镱。
(1)一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备方法
取0.5g聚醚P123放入烧杯,加入10mL去离子水，充分搅拌至均匀备用。取0.2805g氢氧化钾放入烧杯，加入10mL去离子水，充分搅拌至均匀备用。取0.05mmol硫酸镱、0.15mmol硝酸铜、0.07mmol硝酸铟放入烧杯，加入4mL前述搅拌好的聚醚P123溶液，充分搅拌至均匀。依次向上述混合溶液缓慢加入3.5mL乙二醇和7mL前述搅拌好的氢氧化钾溶液，充分搅拌至均匀。取12mL所得溶液转移到内衬容量为20mL的高压釜中，210℃下进行水热反应50min。自然冷却后，用去离子水、稀氨水、异丙醇充分清洗高压釜中的沉淀产物，最终得到铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料。
(2)基于上述铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料作为空穴传输材料的钙钛矿太阳电池的制备方法
对导电玻璃衬底先进行1064nm激光刻蚀，再用乙醇、去离子水和乙醇分别清洗30min，最后紫外臭氧处理15min备用。将上述中制备好的铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料分散在体积比为1:1的二甲基亚砜和异丙醇混合溶剂中，再以6000r/min的速度旋涂在导电玻璃衬底上，旋涂时间为40s,旋涂过程需重复三次，以达到所需厚度，旋涂结束后，100℃退火10min,最终得到空穴传输层。将反应物852mg碘化铅，99mg碘化铯，280.5mg碘甲脒，120mg溴化铅，18mg溴甲胺混合，加入15μL丙烯酸羟乙酯、0.3mL二甲基亚砜、1.2mL二甲基甲酰胺的混合溶剂，搅拌至完全溶解。再将该溶液用两步旋涂法旋涂在空穴传输层上。第一步旋涂速度为500r/m，旋涂时间为5s。第二步旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为45s。第二步旋涂结束前30s时，滴加100μL的氯苯反溶剂。旋涂结束后，100℃退火10min，最终得到钙钛矿层。将1mg苯乙基碘化胺溶解于1mL异丙醇中，搅拌至完全溶解，得到浓度为1mg/mL的苯乙基碘化胺溶液。再将该溶液旋涂在钙钛矿层上方，旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为30s。旋涂结束后，100℃退火10min。将20mg[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶解于1mL氯苯中，搅拌至完全溶解，得到浓度为20mg/mL的[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶液。再将该溶液旋涂在苯乙基碘化胺层上方，旋涂参数设置为1500rpm，30s，自然干燥。再使用蒸发镀膜机在[6,6]-苯基C61丁酸甲酯层上方蒸镀一层8nm厚的浴铜灵层。最终得到电子传输层。使用蒸发镀膜机在电子传输层上方蒸镀一层厚度100nm的银电极层，最终获得基于铜掺杂氢氧化镱纳米材料的钙钛矿太阳电池。在光照强度为100mWcm-2.2的AM1.5模拟太阳光照射下，测试该器件的电流密度-电压曲线，性能参数在表1中。
表1实施例1～6中所制备的钙钛矿太阳电池的各项参数
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经创造性劳动想到的变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围以内。因此本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
1)配置聚醚P123溶液，溶剂为去离子水，浓度为0.05g/mL，搅拌至完全溶解备用，将镱源、铜源、铟源材料按摩尔比例1:0.15:0.03～0.07混合后溶解在所述聚醚P123溶液中，搅拌至完全溶解；每1mmol硝酸镱使用4mL聚醚P123溶液；
2)向步骤1)中得到的均匀混合溶液中缓慢滴加乙二醇并搅拌均匀；加入的乙二醇与步骤1)中使用的聚醚P123溶液的体积比为7:8；
3)配置氢氧化钾溶液，溶剂为去离子水，浓度为0.5mmol/mL，搅拌至完全溶解；向步骤2)得到的均匀混合溶液中加入步骤所述氢氧化钾溶液并搅拌均匀；加入的氢氧化钾溶液与步骤2)中加入的乙二醇的体积比为2:1；
4)将步骤3)得到的混合溶液转移到高压反应釜中，210℃恒温50min，待高压反应釜冷却后，用去离子水、稀氨水、异丙醇多次清洗反应釜内的固体产物，最终得到铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料。
2.根据权利要求1所述的一种铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述镱源材料为硝酸镱，铜源材料为硝酸铜，铟源材料为硝酸铟。
3.一种权利要求1所述的铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的应用，其特征在于，将所述铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料作为空穴传输层，制备钙钛矿太阳电池的方法，包括以下步骤：
1)导电玻璃衬底刻蚀与清洗，导电玻璃衬底由氟掺杂二氧化锡材料组成，对导电玻璃衬底先进行1064nm激光刻蚀，再用乙醇、去离子水和乙醇分别清洗30min，最后紫外臭氧处理15min备用；
2)空穴传输层制备，空穴传输层由所述铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料组成，先将铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料分散在体积比为1:1的二甲基亚砜和异丙醇混合溶剂中，再以6000r/min的速度旋涂在导电玻璃衬底上，旋涂时间为40s，旋涂过程需重复三次，以达到所需厚度，旋涂结束后，100℃退火10min，最终得到空穴传输层；
3)钙钛矿层制备，钙钛矿层前驱体溶液的配置方法为，将反应物溴甲胺，溴化铅，碘化铯，碘甲脒，碘化铅按1:1.9:2.3:10:11.4的摩尔比例依次混合,再加入体积比为1:200:800的丙烯酸羟乙酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺的混合溶剂，其中每1毫摩尔溴甲胺使用9.292毫升的混合溶剂，搅拌至完全溶解，再将该前驱体溶液用两步旋涂法旋涂在空穴传输层上，第一步旋涂速度为500r/min，旋涂时间为5s，第二步旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为45s，第二步旋涂结束前30s时，滴加100uL的氯苯反溶剂，旋涂结束后，100℃退火10min，得到钙钛矿层；
4)电子传输层制备，电子传输层由苯乙基碘化胺/[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶液/浴铜灵组成，将苯乙基碘化胺溶解于异丙醇中，搅拌至完全溶解，得到浓度为1mg/mL的苯乙基碘化胺溶液，再将该溶液旋涂在钙钛矿层上方，旋涂速度为5000r/min，旋涂时间为30s，旋涂结束后，100℃退火10min，将[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶解于氯苯中，搅拌至完全溶解，得到浓度为20mg/mL的[6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶液，再将该溶液旋涂在苯乙基碘化胺层上方，旋涂参数设置为1500rpm，30s，自然干燥，再使用蒸发镀膜机在[6,6]-苯基C61丁酸甲酯层上方蒸镀一层8nm厚的浴铜灵层，得到电子传输层；
6)制备电极层，使用蒸发镀膜机在电子传输层上方蒸镀一层厚度100nm的银电极层，得到基于铜、铟共掺杂氢氧化镱纳米材料的钙钛矿太阳电池。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN1463456A (zh) * | 2001-05-15 | 2003-12-24 | 昭和电工株式会社 | 一氧化铌粉、一氧化铌烧结体以及使用一氧化铌烧结体的电容器 |
| WO2008014663A1 (fr) * | 2006-07-27 | 2008-02-07 | Lexel Battery (Shenzhen) Co., Ltd. | Additifs composites de température élevée pour batterie rechargeable cuivre hydrogène |
| CN101475202A (zh) * | 2008-10-28 | 2009-07-08 | 黄日平 | 氧化钙用于稀土溶液沉淀剂的生产工艺 |
| CN105390614A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-03-09 | 吉林大学 | 一种钙钛矿太阳电池及其制备方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1463456A (zh) * | 2001-05-15 | 2003-12-24 | 昭和电工株式会社 | 一氧化铌粉、一氧化铌烧结体以及使用一氧化铌烧结体的电容器 |
| WO2008014663A1 (fr) * | 2006-07-27 | 2008-02-07 | Lexel Battery (Shenzhen) Co., Ltd. | Additifs composites de température élevée pour batterie rechargeable cuivre hydrogène |
| CN101475202A (zh) * | 2008-10-28 | 2009-07-08 | 黄日平 | 氧化钙用于稀土溶液沉淀剂的生产工艺 |
| CN105390614A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-03-09 | 吉林大学 | 一种钙钛矿太阳电池及其制备方法 |
| RU2678651C1 (ru) * | 2017-08-30 | 2019-01-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" (ФГУП "Комбинат "Электрохимприбор") | Способ получения оксида иттербия-176 |
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