一种基于1,4-二碘四氟苯掺杂空穴传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

技术特征：
1.一种基于1,4-二碘四氟苯掺杂spiro-ometad空穴传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其步骤如下：1)衬底的清洁处理将ito导电玻璃衬底分别用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗10～20min，然后用氮气吹干；2)sno2电子传输层的制备将sno2水分散液用去离子水以1：3～5的体积比稀释，稀释后sno2的浓度为2.5～3.75wt％，再以3000～4500rpm的转速静态旋涂在步骤1)得到的ito导电玻璃衬底上20～30s，然后在150～180℃下退火20～30min，从而在ito导电玻璃衬底上得到sno2电子传输层；3)钙钛矿活性层的制备(a)活性层溶液的制备将645.4～737.6mg碘化铅溶解在1ml n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的混合溶剂中，n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜体积比为8～10：1，在500～700rpm的搅拌速度下搅拌15～20h，得到碘化铅溶液；将85～95mg甲脒氢碘酸盐、6～7mg甲基碘化铵和8～10mg甲基氯化铵溶解在1ml异丙醇中，在500～700rpm的搅拌速度下搅拌15～20h，得到有机混合物溶液；(b)钙钛矿活性层的制备将20～30μl碘化铅溶液以1800～2200rpm的转速静态旋涂到sno2电子传输层上20～30s，然后在65～75℃下退火50s～70s，得到碘化铅薄膜；随后，将60～120μl有机混合物溶液以1800～2200rpm的转速动态旋涂到碘化铅薄膜上25～35s，有机混合物与碘化铅发生反应，然后再在140～160℃下退火15～30min得到钙钛矿活性层；4)苯乙基碘化铵表面钝化层的制备将2～4mg苯乙基碘化铵溶解在1ml异丙醇中，在500～700rpm的搅拌速度下搅拌15～20h，得到苯乙基碘化铵溶液；将苯乙基碘化铵溶液以3000～5000rpm的转速动态旋涂到钙钛矿活性层上30～40s，制备得到苯乙基碘化铵表面钝化层；5)1,4-二碘四氟苯掺杂spiro-ometad空穴传输层的制备(a)空穴传输层溶液的制备将70～80mg spiro-ometad溶解于1ml氯苯中，在500～700rpm的搅拌速度下搅拌1～2h得到spiro-ometad的原溶液；将500～540mg litfsi溶解在1ml乙腈中，在500～700rpm的搅拌速度下搅拌1～2h得到litfsi的乙腈溶液；将9.2～27.7mg 1,4-二碘四氟苯溶解在1ml tbp中，在500～700rpm的搅拌速度下搅拌1～2h得到1,4-二碘四氟苯的tbp溶液；在1ml spiro-ometad的原溶液中加入17～18μl litfsi的乙腈溶液和28～29μl 1,4-二碘四氟苯的tbp溶液，在500～700rpm的搅拌速度下搅拌10～15h，得到1,4-二碘四氟苯掺杂的空穴传输层溶液；(b)空穴传输层的制备将空穴传输层溶液以3500～4500rpm的转速静态旋涂在苯乙基碘化铵表面钝化层上20～30s，制备得到1,4-二碘四氟苯掺杂spiro-ometad空穴传输层；6)ag电极制备在压强为1
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10-4
～1
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pa的条件下，在1,4-二碘四氟苯掺杂spiro-ometad空穴传输
层上蒸镀ag电极，生长速度为从而得到基于1,4-二碘四氟苯掺杂spiro-ometad空穴传输层的钙钛矿太阳能电池。2.一种基于1,4-二碘四氟苯掺杂spiro-ometad空穴传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：是由权利要求1所述的方法制备得到。3.如权利要求2所述的一种基于1,4-二碘四氟苯掺杂spiro-ometad空穴传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：sno2电子传输层的厚度为20～30nm，钙钛矿活性层的厚度为0.8～1.2μm，苯乙基碘化铵表面钝化层的厚度为6～12nm，1,4-二碘四氟苯掺杂spiro-ometad空穴传输层的厚度为200～300nm，ag电极的厚度为80～100nm。

技术总结
一种基于1,4-二碘四氟苯掺杂空穴传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，属于钙钛矿太阳能电池技术领域。由ITO导电玻璃衬底、SnO2电子传输层、钙钛矿活性层、苯乙基碘化铵表面钝化层、spiro-OMeTAD空穴传输层和Ag电极组成。本发明是将1,4-二碘四氟苯掺杂到spiro-OMeTAD空穴传输层中，利用1,4-二碘四氟苯与spiro-OMeTAD中掺杂剂TBP之间形成的卤素键抑制了TBP对钙钛矿的腐蚀，减少了钙钛矿薄膜的缺陷密度。同时，抑制了TBP诱导的spiro-OMeTAD去掺杂效应，稳固了spiro-OMeTAD薄膜的导电能力，使电荷可以良好得传输，从而提升了钙钛矿电池器件的性能。电池器件的性能。电池器件的性能。


技术研发人员：郭文滨 吴尉 任冠华 刘春雨 韩文斌 李卓伟 沈亮
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2022.03.04
技术公布日：2022/6/4