CN116230799A - 一种3-氨基-5-溴吡啶-2-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3‑氨基‑5‑溴吡啶‑2‑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3‑氨基‑5‑溴吡啶‑2‑甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池为PIN型结构,包括钙钛矿吸光层以及钝化层。制备方法主要包括钝化层的制备,通过采用溶液动态旋涂的方式,用3‑氨基‑5‑溴吡啶‑2‑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、促进其载流子输运、抑制非辐射复合,提高了无机钙钛矿基太阳电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明是一种3-氨基-5-溴吡啶-2-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
随着现代人类社会对可持续发展的要求越来越高,光伏技术受到了人们越来越多的关注。有机金属杂化卤化物钙钛矿因具有良好的载流子迁移率、较长的载流子寿命和较宽的光谱吸收等优良光电特性而被认为是一种重要的吸光材料。在过去几年中,钙钛矿太阳能电池实现了光电转换效率从最初的3.8%到25.7%的提升。尽管获得了较高的PCE,但大多数钙钛矿太阳能电池是由挥发性阳离子制造的,如MA+和FA+。有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池由于受到挥发性组分的破坏,其热稳定性和光稳定性严重影响了其在实际生产中的进一步应用,而无机钙钛矿(CsPbX3,X=Cl-、Br-、I-)则具有天然的热稳定性优势。与此同时,Cs+与卤化铅骨架相互作用的促进会抑制钙钛矿的分解。因此无机钙钛矿在太阳能电池领域具有极大的应用潜力。
但同样,无机钙钛矿太阳电池也具有一定缺陷。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,无机钙钛矿薄膜的耐湿性较差,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会造成不利影响。
综上,现有的无机钙钛矿太阳能电池存在的问题主要是较低的光电转换效率和较差的稳定性,因此通过各种改性手段提高无机钙钛矿太阳电池的效率势在必行。
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3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池。
一种3-氨基-5-溴吡啶-2-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300nm-500nm;以及钝化层4由3-氨基-5-溴吡啶-2-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。
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。
在一些可选实施方式中,电极6优选银、铜、金作为金属电极。
本发明的第二个目的是提供一种制备上述的3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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;
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3-氨基-5-溴吡啶-2-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。
在一些实施方式中,3-氨基-5-溴吡啶-2-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80℃-100℃,退火时间为5min-10min。
本发明的第三个目的是提供由上述方法制备得到的3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-甲酰胺材料钝化无机钙钛矿基太阳电池,该3-氨基-5-溴吡啶-2-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,改善了无机钙钛矿薄膜的表面缺陷,提高了无机钙钛矿薄膜的质量,进一步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3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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,溶剂甲醇破坏钙钛矿薄膜,导致碘化铅暴露,同时有机盐和裸露的碘化铅反应形成新的纳米片状钙钛矿,增大钙钛矿吸光层和电子传输层之间的接触面积,从而促进载流子输运,抑制非辐射复合,优化界面,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。尽管获得了较高的PCE,但大多数钙钛矿太阳能电池是由挥发性阳离子制造的,如MA+和FA+。有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池由于受到挥发性组分的破坏,其热稳定性和光稳定性影响了其在实际生产中的进一步应用,而铯基无机钙钛矿(CsPbX3)因其耐热性好、低成本和带隙可调等优点,近年来备受关注,并广泛用于制备新型薄膜太阳能电池。目前,虽然具有倒置结构的无机钙钛矿太阳能电池(IPSC)更稳定且有望应用于构筑叠层电池的顶电池,但其性能仍落后于正置结构的电池。
倒置结构(PIN型)的无机钙钛矿基太阳电池主要存在一些缺陷:溶液法制备的无机钙钛矿薄膜缺陷较多,这意味着电池工作时将产生严重的电荷复合,不利于载流子传输。且缺陷位点通常易于吸附水分子,从而导致无机钙钛矿快速分解,因此无机PSC的湿稳定性较差。
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3-氨基-5-溴吡啶-2-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300nm-500nm;以及,钝化层4由3-氨基-5-溴吡啶-2-2-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。在一些可选实施方式中,电极优选为银、铜、金作为金属电极。
一种3-氨基-5溴吡啶-2-2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的一侧表面制备空穴传输层2;
S3、在氮气环境中,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3-氨基-5溴吡啶-2-2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3-氨基-5-溴吡啶-2-甲酰胺溶于甲醇里,得到浓度为0.1mg/mL-1.0mg/mL的3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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80℃-100℃,退火时间为5min-10min。
实施例1
本实施例制备一种3-氨基-5-溴吡啶-2-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、丙酮和异丙醇依次超声清洗ITO导电玻璃各10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130℃的热板上退火20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2500r/min,旋涂时间为75s,然后将旋涂后的材料放置于180℃热板上退火5min,得到无机钙钛矿薄膜厚度约为300nm;
S4、将3-氨基-5-溴吡啶-2-甲酰胺溶于甲醇里,得到浓度为0.25mg/mL的3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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3min,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2000r/min,旋涂时间为30s,BCP溶液的旋涂速度为5000r/min,旋涂时间为30s;
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70nm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1.132V,短路电流密度为20.18mA/cm2,填充因子82.69%,如图4所示,效率为18.89%。
实施例2
本实施例制备一种3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-甲酰胺溶于甲醇里,得到浓度为0.5mg/mL的3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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3min,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1.216V,短路电流密度为20.06mA/cm2,填充因子81.04%,如图5所示,效率为19.77%。
实施例3
本实施例制备一种3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-甲酰胺溶于甲醇里,得到浓度为0.75mg/mL的3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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3min,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1.141V,短路电流密度为20.03mA/cm2,填充因子82.29%,如图6所示,效率为18.81%。
实施例4
本实施例制备一种3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-甲酰胺溶于甲醇里,得到浓度为0.5mg/mL的3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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3min,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1.151V,短路电流密度为19.91mA/cm2,填充因子81.13%,如图7所示,效率为18.60%。
实施例5
本实施例制备一种3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-甲酰胺溶于甲醇里,得到浓度为0.5mg/mL的3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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3min,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1.219V,短路电流密度为19.75mA/cm2,填充因子80.27%,如图8所示,效率为19.32%。
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AM1.5,100m W/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1.120V,短路电流密度为19.67mA/cm2,填充因子82.89%,如图10所示,效率为18.26%。
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,首先:随着3-氨基-5-溴吡啶-2-甲酰胺甲醇溶液浓度的升高,当浓度为0.25mg/mL时,3-氨基-5-溴吡啶-2-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,3-氨基-5-溴吡啶-2-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的输运,从而导致器件性能降低。其次,溶液旋涂速度的改变也会影响钝化效果,速度低时,甲醇溶剂会侵蚀破坏较下层的钙钛矿薄膜,3-氨基-5-溴吡啶-2-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,甲醇破坏所裸露出的碘化铅和薄膜表面多余的有机盐反应形成的纳米片状钙钛矿数量达到最佳,从而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3-氨基-5-溴吡啶-2-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300nm-500nm;以及所述钝化层(4)由3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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3-氨基-5-溴吡啶-2-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80℃-100℃,退火时间为5min-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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