CN112103393A - 等离子激元结构及钙钛矿光电器件 - Google Patents

等离子激元结构及钙钛矿光电器件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种等离子激元结构及钙钛矿光电器件，涉及光电技术领域。等离子激元结构包括：纳米金属颗粒内核、包裹纳米金属颗粒内核的外壳层、以及位于外壳层外侧的钝化修饰分子；钝化修饰分子包括：连接在外壳层上的外壳层钝化端、钝化分子碳链以及钙钛矿钝化端；钝化分子碳链连接外壳层钝化端和钙钛矿钝化端；外壳层钝化端包括：胺基、膦基、羧基、磺基、巯基中的至少一种；钙钛矿钝化端包括：至少一个含有孤对电子的官能团。胺基、膦基、羧基、磺基、巯基与外壳层表面的悬键结合，钝化外壳层缺陷，钝化分子碳链稳定“核‑壳等离子激元”，孤对电子与钙钛矿的晶界和界面处的卤素空位、或卤素悬键等结合，提高了钙钛矿光电器件的效率。

Description

等离子激元结构及钙钛矿光电器件
技术领域
本发明涉及光电技术领域，特别是涉及一种等离子激元结构及钙钛矿光电器件。
背景技术
等离子激元结构能够提升对光子的吸收作用，应用在光电产品中可以提升光电转换效率，因此具有广泛的应用前景。
然而，现有技术中的等离子激元结构，容易在钙钛矿光电器件中引入较多的缺陷，反而导致钙钛矿光电器件效率下降。
发明内容
本发明提供一种等离子激元结构及钙钛矿光电器件，旨在解决等离子激元结构在钙钛矿光电器件中引入较多的缺陷的问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种等离子激元结构，包括：纳米金属颗粒内核、包裹所述纳米金属颗粒内核的外壳层、以及位于所述外壳层外侧的钝化修饰分子；
所述外壳层的材料选自电介质材料和/或宽禁带半导体材料；
所述钝化修饰分子包括：连接在所述外壳层上的外壳层钝化端、钝化分子碳链以及钙钛矿钝化端；所述钝化分子碳链连接所述外壳层钝化端和所述钙钛矿钝化端；所述外壳层钝化端包括：至少一个钝化官能团，所述钝化官能团包括：胺基、膦基、羧基、磺基、巯基中的至少一种；所述钙钛矿钝化端包括：至少一个含有孤对电子的官能团。
等离子激元结构中的纳米金属颗粒内核在光照下，产生表面等离子激元共振，实现陷光和增强光子吸收的作用。外壳层的材料选自电介质材料和/或宽禁带半导体材料，包裹纳米金属颗粒内核的外壳层能够避免金属与钙钛矿的反应以及金属导致的漏电。外壳层钝化端中的胺基、膦基、羧基、磺基、巯基中的至少一种的钝化官能团，与外壳层表面的悬键发生结合，钝化外壳层表面的缺陷，且避免核-壳结构的等离子激元团聚长大，增强等离子激元的稳定性。钝化分子碳链可以充分稳定“核-壳等离子激元”，使得激元不会团聚，保持良好的等离子激元共振作用。钙钛矿钝化端中的孤对电子，与钙钛矿的晶界和界面处的卤素空位、或卤素悬键等结合，钝化钙钛矿的晶界和界面处的离子空位、悬键等缺陷，填充了这些光生载流子的“复合中心”，光照产生的电子、空穴传输到这些缺陷附近时，就不会被它们俘获，有利于载流子的传输。综上所述，本发明实施例中的等离子激元结构在实现陷光和增强光子吸收的基础上，钝化了钙钛矿光电器件中的缺陷，提高了钙钛矿光电器件的效率。
根据本发明的第二方面，提供了一种钙钛矿光电器件，包含钙钛矿材料层，前述任一项所述的等离子激元结构位于所述钙钛矿材料层与其他功能层的界面处、所述钙钛矿材料层的表面处或所述钙钛矿材料层内。
上述钙钛矿光电器件与前述等离子激元结构具有相同或相似的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例中的一种等离子激元结构的结构示意图；
图2示出了本发明实施例中的一种太阳电池的结构示意图。
附图编号说明：
1-等离子激元结构，11-纳米金属颗粒内核，12-外壳层，13-钝化修饰分子，131-外壳层钝化端，132-钝化分子碳链，133-钙钛矿钝化端，2-第一载流子传输层，3-钙钛矿层，31-钙钛矿晶粒，32-晶界，4-第二载流子传输层，5-背面电极层，6-正面电极层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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在没有作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。
发明人发现，现有技术中的等离子激元结构，容易在钙钛矿光电器件中引入较多的缺陷，反而导致钙钛矿光电器件效率下降的原因在于：现有技术中的等离子激元结构无论是金属纳米颗粒，还是将纳米金属颗粒进行包裹形成核-壳结构，均与钙钛矿材料的结构不相容，等离子激元结构都富集在晶界和界面的位置，成为钙钛矿吸收层的缺陷。然而在钙钛矿光电器件中，晶界和界面处的缺陷从很大程度上导致钙钛矿光电器件效率损失。
图1示出了本发明实施例中的一种等离子激元结构的结构示意图。参照图1所示，等离子激元结构1包括：纳米金属颗粒内核11、包裹纳米金属颗粒内核11的外壳层12、以及位于外壳层12外侧的钝化修饰分子13。纳米金属颗粒内核11在光照下，产生表面等离子激元共振，实现陷光和增强光子吸收的作用。外壳层12的材料选自电介质材料和/或宽禁带半导体材料，包裹纳米金属颗粒内核11的外壳层12能够避免金属与钙钛矿的反应以及金属导致的漏电。
钝化修饰分子13包括：连接在外壳层12上的外壳层钝化端131、钝化分子碳链132以及钙钛矿钝化端133。钝化分子碳链132连接外壳层钝化端131和钙钛矿钝化端133。
外壳层钝化端131包括：至少一个钝化官能团。外壳层钝化端131包括的钝化官能团数量不作具体限定。例如，外壳层钝化端131包括1个钝化官能团或2个钝化官能团。该钝化官能团包括：胺基、膦基、羧基、磺基、巯基中的至少一种，上述钝化官能团能够与外壳层12外表面的断键或悬键发生结合，钝化外壳层12表面的缺陷，且避免核-壳结构的等离子激元团聚长大，增强等离子激元的稳定性。
钝化分子碳链132可以起到充分稳定“核-壳等离子激元”的作用，使得激元不会团聚，保持良好的等离子激元共振作用。
钙钛矿钝化端133包括：至少一个含有孤对电子的官能团。钙钛矿钝化端133包括的孤对电子的数量不作具体限定。例如，钙钛矿钝化端133包括1个孤对电子或2个孤对电子。钙钛矿钝化端133中的孤对电子，与钙钛矿的晶界和界面处的卤素空位(如Cl、Br、I的缺失引起的缺陷)、或卤素悬键(如Cl、Br、I没有成键的化学键)等结合，钝化钙钛矿的晶界和界面处的离子空位、悬键等缺陷，填充了这些光生载流子的“复合中心”，光照产生的电子、空穴传输到这些缺陷附近时，就不会被它们俘获，有利于载流子的传输。
可选的，钙钛矿钝化端133是胺基和/或胍基；胺基、胍基中的氮原子具有孤对电子，上述基团中的孤对电子易于与钙钛矿的晶界和界面处的卤素空位、或卤素悬键等结合。
可选的，钝化分子碳链132具有4-20个碳原子，上述钝化分子碳链132的长度合适，钝化分子碳链132不会过长，使得钙钛矿层、钙钛矿层/电子传输层界面、钙钛矿层/空穴传输层界面的电阻较小，利于钙钛矿产品中的载流子传输。同时，钝化分子碳链132也不会过短，可以充分稳定“核-壳等离子激元”的作用，使得激元不会团聚，保持良好的等离子激元共振作用。优选的钝化分子碳链132具有6-15个碳原子。
可选的，钝化分子碳链132中有1-4个碳原子被氧原子取代，具体的，钙钛矿钝化端133中的孤对电子容易与钙钛矿中的MA(Methanimidamide，甲胺)、FA(Formamidinium，甲脒)等离子结合，形成氢键，使得钙钛矿钝化端133中钝化钙钛矿的晶界和界面处的离子空位、悬键等缺陷的孤对电子变少，钝化分子碳链132中有1-4个碳原子被氧原子取代，取代后的钝化分子碳链132具有削弱钙钛矿钝化端133中的孤对电子与钙钛矿中的MA、FA等离子结合，形成氢键的能力，进而使得钝化钙钛矿的晶界和界面处的离子空位、悬键等缺陷的孤对电子增多，强化了钝化效果。
可选的，钝化分子碳链132中的碳原子上，连接有1-2个苯环，苯环上的π电子可以提高修饰分子的导电性。上述数量的苯环，不仅使得钝化修饰分子13连接在核-壳等离子激元的表面时，空间位阻较小，且利于钝化修饰分子对等离子基元的稳定作用。如果连接的苯环的数量大于2，钝化修饰分子13连接在核-壳等离子激元的表面时，空间位阻较大，且不利于钝化修饰分子对等离子基元的稳定作用。
可选的，纳米金属颗粒11的材料选自金、银、铜、铝、镍、锡、铟、镓中的至少一种，上述材料的纳米金属颗粒11产生表面等离子激元共振性能优，陷光和增强光子吸收的作用强。
可选的，纳米金属颗粒11的形状为球体、半球体、类球体，圆柱体、圆锥体、立方体、长方体中的一种，上述形状的纳米金属颗粒11产生表面等离子激元共振性能优，陷光和增强光子吸收的作用强。
可选的，纳米金属颗粒11的尺寸为1-50nm，上述尺寸的纳米金属颗粒11产生表面等离子激元共振性能优，陷光和增强光子吸收的作用强。更优的，纳米金属颗粒11的尺寸为1-20nm。
可选的，外壳层12的材料选自电介质材料和/或宽禁带半导体材料，电介质材料的介电常数为1.2-200，宽禁带半导体材料的禁带宽度大于或等于2.3eV，上述材料的外壳层12能够充分避免金属与钙钛矿的反应以及金属导致的漏电。
可选的，电介质材料可以选自氧化钛、氧化硅、氧化铝、氮化硅、氧化钽、氮化铝中的至少一种。宽禁带半导体材料可以选自碳化硅、氮化镓、氧化镓、氧化锌中的至少一种。上述材料的外壳层12能够进一步避免金属与钙钛矿的反应以及金属导致的漏电。
外壳层12的厚度为1-20nm，上述厚度的外壳层12能够充分避免金属与钙钛矿的反应以及金属导致的漏电，且外壳层12占用的空间尺寸较小。优选的，外壳层12的厚度可以为1-5nm。
本发明实施例还提供一种等离子激元结构的生产方法，包括如下步骤：
步骤S1，提供等离子激元分散液。
等离子激元分散液用于制备纳米金属颗粒内核11、以及包裹该纳米金属颗粒内核11的外壳层12。上述步骤S1中可以先制备纳米金属颗粒分散液，然后再对纳米颗粒分散液进一步处理得到。
例如，若纳米金属颗粒内核11与包裹纳米金属颗粒内核的外壳层12形成Au@TiO2，其中，Au为纳米金属颗粒内核11的材料，外壳层12的材料为TiO2。对应的等离子激元分散液的制备方法如下，首先是Au纳米颗粒分散液的制备：将2ml的50mM浓度的HAuCl4(四氯金酸)溶液加入到98ml的去离子水中，在135℃油浴搅拌加热至沸腾后，快速加入10ml浓度为35mM的柠檬酸钠溶液。加热搅拌30分钟后，自然冷却至室温。将上述溶液离心后去除上层清液，得到Au纳米颗粒。将上述的Au纳米颗粒可以用乙醇“再分散-离心”清洗三次后，将Au纳米颗粒分散在异丙醇中，得到15-25nm左右的Au纳米颗粒分散液。对Au纳米颗粒分散液进一步处理：将上述的Au纳米颗粒分散液中加入18ml的12wt％的氨水，搅拌30分钟后在高速搅拌下逐滴加入30微升的四异丙醇钛后，持续搅拌24小时。然后将上述溶液离心后去除上层清液，得到Au@TiO2核壳结构。然后将其用乙醇“再分散-离心”清洗三次后，将其分散在异丙醇中，得到Au@TiO2的异丙醇分散液。Au@TiO2的异丙醇分散液即为上述等离子激元分散液。通过本方法，可以在Au纳米颗粒外层包覆2-10nm的TiO2壳层。
步骤S2，在所述等离子激元分散液中加入钝化修饰分子，得到混合液体。
如针对上述例子，就是将前述的钝化修饰分子加入到Au@TiO2的异丙醇分散液中，得到混合液体。
步骤S3，在20-50℃的情况下搅拌所述混合液体，得到等离子激元结构溶液。
20-50℃通常为室温，即在室温下搅拌所述混合液体，得到等离子激元结构溶液。例如，针对上述例子，将上述钝化修饰分子加入到Au@TiO2的异丙醇分散液中，得到混合液体，并在室温下搅拌混合液体24小时，使钝化修饰分子与等离子激元充分结合，得到HSCH2(CH2)4CH2NH2(6-胺基正己硫醇)修饰的Au@TiO2核壳等离子激元结构溶液，记为“P-Au@TiO2”(P代表Passivation，钝化的意思)。
步骤S4，对所述等离子激元结构溶液进行热处理，得到如前任一所述的等离子激元结构。
上述热处理可以为等离子激元结构溶液与钙钛矿层的溶液混合后，一起进行的热处理，也可以为单独进行的热处理。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
HSCH2(CH2)4CH2NH2(6-胺基正己硫醇)修饰的Au@TiO2核壳等离子激元结构的HS-官能团可以与Au@TiO2表面的缺陷和悬键结合，起到钝化其表面缺陷的作用的同时，该分子还可以作为稳定等离子激元，防止其团聚。钝化修饰分子中的-NH2官能团中N原子上的孤对电子，可以钝化钙钛矿中的缺陷。
上述等离子激元结构的生产方法与前述等离子激元结构的内容可以相互参照，并能够达到相同或类似的有益效果。
本发明实施例还提供一种钙钛矿光电器件，钙钛矿光电器件包含钙钛矿材料层，如前任一项的等离子激元结构位于钙钛矿材料层与其他功能层的界面处、钙钛矿材料层的表面处或钙钛矿材料层内，钙钛矿光电器件与前述等离子激元结构的内容可以相互参照，并能够达到相同或类似的有益效果。
需要说明的是，钙钛矿材料层与其他功能层的界面处具体为：钙钛矿材料层与其他功能层之间的界面。钙钛矿材料层的表面处可以为钙钛矿材料层的向光面或背光面，如在钙钛矿光电器件中，若钙钛矿材料层位于最上层，则钙钛矿材料层的向光面可以具有如前任一所述的等离子激元结构。或，如果在钙钛矿光电器件中，钙钛矿的部分表面裸露在最上层，则，裸露在向光面的部分钙钛矿的表面可以具有如前任一所述的等离子激元结构。钙钛矿材料层内可以为钙钛矿材料层内具有缺陷的任意位置。
本发明实施例还提供一种前述的任一等离子激元结构在钙钛矿发光二极管、钙钛矿光电探测器中的应用，该钙钛矿发光二极管、钙钛矿光电探测器中的离子激元陷光结构可以参照前述离子激元陷光结构实施例中的相关记载，且能达到相同或相似的有益效果，为了避免重复，此处不再赘述。
图2示出了本发明实施例中的一种太阳电池的结构示意图。参照图2所示，太阳电池包括依次层叠设置的第一载流子传输层2、钙钛矿层3、第二载流子传输层4。第一载流子传输层2与第二载流子传输层3的类型相反。第一载流子传输层2与第二载流子传输层4两者中，一个为电子传输层，则另一个即为空穴传输层。如，第一载流子传输层2若为空穴传输层，则，第二载流子传输层4即为电子传输层。电子传输层用于传输电子，空穴传输层用于传输空穴。图2中6为正面电极层，5为背面电极层。背面电极层5可以为透明导电衬底，透明导电衬底是指镀有透明导电薄膜的刚性基底或者柔性基底。刚性基底主要有玻璃。柔性基底主要有PET(聚对苯二甲酸乙二酯)或者PEN(聚萘乙烯)。在基底上镀的透明导电薄膜主要有ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)、FTO(Fluorine Tin Oxide，氟掺杂氧化锡)、AZO(Aluminum Zinc Oxide，铝掺杂的氧化锌)。正面电极层6可以是透明导电材料ITO、FTO、AZO，也可以是金、银、铝等金属材料，也可以是碳材料。
钙钛矿层3包括钙钛矿晶粒31和钙钛矿晶粒31之间的晶界32，如前述任一所述的等离子激元结构1位于第一界面、第二界面、晶界32中的至少一处。第一界面为第一载流子传输层2和钙钛矿层3之间的界面。第二界面为第二载流子传输层4和钙钛矿层3之间的界面。上述等离子激元结构1具***于上述三者中的某一处或某几处不作具体限定。如图2所示的太阳电池中，等离子激元结构1同时位于第一界面、第二界面、晶界32中。
位于第一界面处的等离子激元结构1在起到陷光作用的同时，钝化第一界面处的缺陷。位于第二界面处的等离子激元结构1在起到陷光作用的同时，钝化第二界面处的缺陷。位于晶界32处的等离子激元结构1在起到陷光作用的同时，钝化晶界32处的缺陷。
本发明实施例还提供一种太阳电池的生产方法，用于生产前述的太阳电池。主要分为一步法、两步法、前置钝化和后置钝化几种。
下面介绍一步法：钙钛矿前驱体溶液中包含了所有的钙钛矿材料的原料。钙钛矿前驱体溶液主要是把MAPbI3、FAPbI3、CsPbI3等钙钛矿前驱体溶解在DMF(Dimethylformamide，N,N-二甲基甲酰胺)、DMSO(Dimethyl sulfoxide，二甲基亚砜)、NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone，N-甲基吡咯烷酮)等极性溶剂中形成的溶液。将该钙钛矿前驱体溶液一次性涂敷在背面电极层上，经过热处理得到钙钛矿薄膜。一次性涂敷过程中，通常要添加钙钛矿的反溶剂，用以加速钙钛矿湿膜中溶剂的挥发和钙钛矿的结晶。反溶剂主要是加速钙钛矿薄膜结晶的溶剂，具体为弱极性或者非极性溶剂。常用的反溶剂有氯苯、甲苯、乙酸乙酯、***等。在一步法制备钙钛矿时，等离子激元结构溶液可以：a-预先添加在钙钛矿前驱体溶液中，也可以b-添加在反溶剂中。
在一步法中，等离子激元结构主要处于钙钛矿层的晶界中。上述等离子激元结构可以增强钙钛矿电池的光吸收，具有陷光作用的同时，可以钝化钙钛矿层晶界处的缺陷。
下面介绍两步法：两步法指的是，钙钛矿的原料，分别溶解在不同的溶剂中，形成两个不同的钙钛矿前驱体溶液。在制备钙钛矿层时，首先在背面电极层涂敷第一种钙钛矿前驱体溶液，烘干；然后再涂敷第二种钙钛矿前驱体溶液，在涂敷第二种钙钛矿前驱体溶液时，第二种钙钛矿前驱体溶液与已经涂敷的第一种钙钛矿前驱体溶液发生化学反应，然后热处理得到钙钛矿层。第一种钙钛矿前驱体溶液主要是钙钛矿的第一种原料，如PbI2，PbBr2等铅的卤化物的溶液。第二种钙钛矿前驱体溶液主要是钙钛矿的第二种原料，如CsI、FAI、MAI等一价阳离子卤化物的溶液。
在两步法制备钙钛矿时，等离子激元结构溶液可以：a-添加在第一种钙钛矿前驱体溶液中，也可以b-添加在第二种钙钛矿前驱体溶液中。在两步法中，等离子激元结构主要处于钙钛矿层的晶界中。
上述一步法和两步法具体是在将等离子激元结构溶液添加在钙钛矿前驱体溶液中，在制备钙钛矿层的同时，制得等离子激元结构。
下面介绍前置钝化和后置钝化：前置钝化可以钝化第二载流子传输层和钙钛矿层之间的第二界面的缺陷。后置钝化可以钝化钙钛矿晶界的缺陷、第一载流子传输层和钙钛矿层之间的第一界面的缺陷。在前置钝化中，等离子激元结构主要处于第二载流子传输层和钙钛矿层之间的第二界面。在后置钝化中，等离子激元结构主要处于第一载流子传输层和钙钛矿层之间的第一界面处，也有部分的激元会渗透至钙钛矿层的晶界中。
下面以几个例子，解释说明钙钛矿电池的生产方法。
实施例1：首先根据前述离子激元陷光结构的生产方法中所记载的例子，制得P-Au@TiO2。然后可以采用一步法继续制备，具体的，将P-Au@TiO2添加在钙钛矿前驱体溶液中。
清洗：FTO衬底分别在清洗剂、水、丙酮、乙醇中超声清洗15分钟后，干燥空气吹干，并紫外臭氧处理15分钟。
电子传输层：4000rpm的转速下旋涂2.67wt％的SnO2溶液，然后150℃退火30分钟。
钙钛矿层：在FTO/SnO2上旋涂含有P-Au@TiO2的钙钛矿前驱体溶液(溶质为(FA0.83MA0.17)0.95Cs0.05 Pb(I0.83Br0.17)3钙钛矿，溶剂为DMF:DMSO＝4:1的混合溶剂，浓度为1.2M，P-Au@TiO2的浓度为1-10％。旋涂工艺为500rpm，10秒，5000rpm，30秒，在倒数第10秒时，快速滴加150微升的氯苯反溶剂，然后150℃退火60分钟；
空穴传输层：旋涂72.3mg/ml的Spiro-OMeTAD(2,2',7,7'-Tetrakis-9,9'-spirobifluorene，2,2,7,7-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9-螺二芴)的氯苯溶液，3000rpm旋涂30秒；
正面电极层：蒸镀7nm厚的氧化钼，80nm厚的金作为正面电极层。
P-Au@TiO2也可以添加在反溶剂中，上述实施例中，钙钛矿前驱体中不含有P-Au@TiO2，而是溶解在氯苯反溶剂中，浓度为1-10wt％，其它条件相同。
实施例2：首先根据前述离子激元陷光结构的生产方法中所记载的例子，制得P-Au@TiO2。然后可以采用两步法继续制备，具体的，P-Au@TiO2添加在第一种钙钛矿前驱体溶液中：1.5M的PbI2的DMF溶液中，添加1-10wt％的P-Au@TiO2；第二种钙钛矿前驱体溶液为90mg/ml的FAI的异丙醇溶液；清洗、电子传输层步骤、空穴传输层、正面电极层与实施例1中相同。
第一种钙钛矿前驱体溶液的旋涂：2000rpm旋涂30秒，70℃烘干1分钟；
第二种钙钛矿前驱体溶液的旋涂，1500rpm旋涂30秒，150℃旋涂60分钟。
P-Au@TiO2也可以添加在第二种钙钛矿前驱体溶液中，P-Au@TiO2浓度为1-10wt％，其余步骤与实施例1对应相同。
实施例3：首先根据前述离子激元陷光结构的生产方法中所记载的例子，制得P-Au@TiO2。然后可以采用前置钝化的方式继续制备。具体的，
清洗：FTO衬底分别在清洗剂、水、丙酮、乙醇中超声清洗15分钟后，干燥空气吹干，并紫外臭氧处理15分钟。
电子传输层：4000rpm的转速下旋涂2.67wt％的SnO2溶液，然后150℃退火30分钟。
前置钝化：在FTO/SnO2上旋涂浓度为1-10wt％的P-Au@TiO2的异丙醇溶液后，100℃烘干10分钟。
钙钛矿层：钙钛矿前驱体溶液(溶质为(FA0.83MA0.17)0.95Cs0.05Pb(I0.83Br0.17)3钙钛矿，溶剂为DMF:DMSO＝4:1的混合溶剂，浓度为1.2M，旋涂工艺为500rpm，10秒，5000rpm，30秒，在倒数第10秒时，快速滴加150微升的氯苯反溶剂，然后150℃退火60分钟。
空穴传输层：旋涂72.3mg/ml的Spiro-OMeTAD的氯苯溶液，3000rpm旋涂30秒。
正面电极层：蒸镀7nm厚的氧化钼，80nm厚的金作为电极。
实施例4：首先根据前述离子激元陷光结构的生产方法中所记载的例子，制得P-Au@TiO2。然后可以采用后置钝化的方式继续制备。具体的，
清洗：FTO衬底分别在清洗剂、水、丙酮、乙醇中超声清洗15分钟后，干燥空气吹干，并紫外臭氧处理15分钟。
电子传输层：4000rpm的转速下旋涂2.67wt％的SnO2溶液，然后150℃退火30分钟。
钙钛矿层：钙钛矿前驱体溶液(溶质为(FA0.83MA0.17)0.95Cs0.05Pb(I0.83Br0.17)3钙钛矿，溶剂为DMF:DMSO＝4:1的混合溶剂，浓度为1.2M，旋涂工艺为500rpm，10秒，5000rpm，30秒，在倒数第10秒时，快速滴加150微升的氯苯反溶剂，然后150℃退火60分钟。
后置钝化：在钙钛矿薄膜上，旋涂浓度为1-10wt％的P-Au@TiO2的氯苯溶液，转速1500rpm，时间30秒。
空穴传输层：旋涂72.3mg/ml的Spiro-OMeTAD的氯苯溶液，3000rpm旋涂30秒。
正面电极层：蒸镀7nm厚的氧化钼，80nm厚的金作为正面电极层。
本发明实施例还提供一种光伏组件，该光伏组件包括任一前述的太阳电池。该光伏组件中的太阳电池可以参照前述太阳电池实施例中的相关记载，且能达到相同或相似的有益效果，为了避免重复，此处不再赘述。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种等离子激元结构，其特征在于，包括：纳米金属颗粒内核、包裹所述纳米金属颗粒内核的外壳层、以及位于所述外壳层外侧的钝化修饰分子；
所述外壳层的材料选自电介质材料和/或宽禁带半导体材料；
所述钝化修饰分子包括：连接在所述外壳层上的外壳层钝化端、钝化分子碳链以及钙钛矿钝化端；所述钝化分子碳链连接所述外壳层钝化端和所述钙钛矿钝化端；所述外壳层钝化端包括：至少一个钝化官能团，所述钝化官能团包括：胺基、膦基、羧基、磺基、巯基中的至少一种；所述钙钛矿钝化端包括：至少一个含有孤对电子的官能团。
2.根据权利要求1所述的等离子激元结构，其特征在于，所述钝化分子碳链具有4-20个碳原子。
3.根据权利要求2所述的等离子激元结构，其特征在于，所述钝化分子碳链具有6-15个碳原子。
4.根据权利要求1所述的等离子激元结构，其特征在于，所述钝化分子碳链中，1-4个碳原子被氧原子取代。
5.根据权利要求1所述的等离子激元结构，其特征在于，所述钝化分子碳链中的碳原子上，连接有1-2个苯环。
6.根据权利要求1所述的等离子激元结构，其特征在于，所述钙钛矿钝化端是胺基和/或胍基。
7.根据权利要求1-6中任一所述的等离子激元结构，其特征在于，所述纳米金属颗粒的材料选自金、银、铜、铝、镍、锡、铟、镓中的至少一种；
所述纳米金属颗粒的形状为球体、半球体、类球体，圆柱体、圆锥体、立方体、长方体中的一种；
所述纳米金属颗粒的尺寸为1-50nm；
所述电介质材料的介电常数为1.2-200，所述宽禁带半导体材料的禁带宽度大于或等于2.3eV；所述外壳层的厚度为1-20nm。
8.根据权利要求7所述的等离子激元结构，其特征在于，所述纳米金属颗粒的尺寸为1-20nm；所述外壳层的厚度为1-5nm。
9.根据权利要求7所述的等离子激元结构，其特征在于，所述电介质材料选自氧化钛、氧化硅、氧化铝、氮化硅、氧化钽、氮化铝中的至少一种；所述宽禁带半导体材料选自碳化硅、氮化镓、氧化镓、氧化锌中的至少一种。
10.一种钙钛矿光电器件，其特征在于，包含钙钛矿材料层，权利要求1-9中任一项所述的等离子激元结构位于所述钙钛矿材料层与其他功能层的界面处、所述钙钛矿材料层的表面处或所述钙钛矿材料层内。
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