一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

1.本发明涉及太阳能光伏技术领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。


背景技术：

2.有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池由于其独特的性能，包括出色的功率转换效率、最佳的带隙、高电荷载流子迁移率、低成本、长载流子寿命和大规模加工性等特性，显示出巨大的发展潜力。采用钙钛矿作为吸收剂的太阳能电池的光电转化达到了25.7％，这与商业化的多晶硅太阳能电池相当。对于钙钛矿器件的核心部件，钙钛矿吸收层的质量对器件性能起着至关重要的作用。一般来说，钙钛矿薄膜是通过旋涂工艺从前体溶液中蒸发溶剂来制备的，在结晶过程中容易在晶界和表面产生缺陷。这些缺陷会促使钙钛矿降解和光生载流子的非辐射复合，这会严重限制器件的效率和低填充因子。
3.因此，现有技术仍有待于改进和发展。


技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，旨在解决现有钙钛矿薄膜存在缺陷，导致光生载流子的非辐射复合，严重限制器件的效率的问题。
5.本发明的技术方案如下：
6.本发明的第一方面提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，包括步骤：
7.提供导电基底；
8.在所述导电基底上制备电子传输层；
9.在所述电子传输层表面制备钙钛矿层，所述钙钛矿层包括钙钛矿本体和甲胺乙酸(maac)；
10.在所述钙钛矿层表面制备空穴传输层；
11.在所述空穴传输层表面制备电极。
12.本发明使用离子液体maac对钙钛矿层进行改性，有效减少钙钛矿层的缺陷，降低光生载流子的非辐射复合，有效提升器件的光电转化效率。
13.可选地，所述钙钛矿层中，所述maac的质量占比为0.05～1％。
14.可选地，所述钙钛矿本体为abx3，其中，a包括甲胺根阳离子、甲脒根阳离子和铯阳离子，或者a包括甲胺根阳离子、甲脒根阳离子和钾阳离子；b包括铅阳离子；x包括氯阴离子、溴阴离子和碘阴离子。
15.可选地，在所述电子传输层表面制备钙钛矿层的步骤，具体包括：
16.提供碘化铅与maac的混合溶液，提供有机卤化物溶液；
17.将所述碘化铅与maac的混合溶液旋涂于所述电子传输层表面，进行第一退火处理，得到碘化铅层；
18.将所述有机卤化物溶液旋涂于所述碘化铅层表面，经第二退火处理，得到所述钙钛矿层。
19.本发明在碘化铅溶液中引入微量离子液体maac，并采用两步旋涂技术制备得到所述钙钛矿层。运用两步旋涂方法制备钙钛矿层，去除了氯苯等反溶剂，有效降低成本且更具环境友好的特点，可以实现快速大面积器件生产。且该旋涂工艺，工艺技术成熟，制备工艺简单，重复率高。
20.可选地，所述碘化铅与maac的混合溶液的制备方法，包括步骤：
21.将碘化铅溶解于溶剂中，得到碘化铅溶液；
22.在所述碘化铅溶液中加入maac，得到所述碘化铅与maac的混合溶液；
23.其中，所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上。
24.可选地，所述碘化铅与maac的混合溶液由碘化铅、maac与溶剂组成，所述碘化铅、maac与溶剂的加入量分别为0.5～3mol、0.5～50μl、950～999.5ml。
25.可选地，将所述碘化铅与maac的混合溶液旋涂于所述电子传输层表面的步骤中，所述旋涂的参数包括：转速为1000-4000r/s，时间为20-60s；
26.和/或，所述第一退火处理的参数包括：温度为40-90℃，时间为10-120s。
27.可选地，所述有机卤化物溶液为含fai、macl、mabr和csi的溶液；或者，所述有机卤化物溶液为含fai、macl、mabr和ki的溶液。
28.可选地，所述fai、macl、mabr、csi的质量比为60:(6-10):(6-10):(1-2)；或者，所述fai、macl、mabr、ki的质量比为60:(6-10):(6-10):(1-2)。
29.可选地，将所述有机卤化物溶液旋涂于所述碘化铅层表面的步骤中，所述旋涂的参数包括：转速为1000-4000r/s，时间为20-60s；
30.和/或，所述第二退火处理的参数包括：温度为90-130℃，时间为10-80min。
31.本发明的第二方面提供一种钙钛矿太阳能电池，其中，采用本发明所述的方法制备得到。
附图说明
32.图1是对照例的钙钛矿薄膜、离子液体maac改性后的钙钛矿薄膜和离子液体mafa改性后的钙钛矿薄膜的原位uv-vis测试图。
33.图2是maac改性后的钙钛矿薄膜的理论计算图。
34.图3是对照例的钙钛矿薄膜、离子液体maac改性后的钙钛矿薄膜的照片对比图。
具体实施方式
35.本发明提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
36.本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其中，包括步骤：
37.(1)提供导电基底；
38.(2)在所述导电基底上制备电子传输层；
39.(3)在所述电子传输层表面制备钙钛矿层，所述钙钛矿层包括钙钛矿本体和maac；
40.(4)在所述钙钛矿层表面制备空穴传输层；
41.(5)在所述空穴传输层表面制备电极。
42.本实施例在钙钛矿层中添加微量离子液体maac，该maac可以钝化以及填补钙钛矿层的内部和表面缺陷，降低光生载流子的非辐射复合，有效提升器件的光电转化效率。
43.在一种实施方式中，所述钙钛矿层中，所述maac的质量占比为0.05～1％。适当微量的maac可有效钝化钙钛矿内部的缺陷，而maac离子液体过量时可能会导致钙钛矿不易转化。
44.在一种实施方式中，所述钙钛矿本体为abx3，其中，a包括甲胺根阳离子、甲脒根阳离子和铯阳离子，或者a包括甲胺根阳离子、甲脒根阳离子和钾阳离子；b包括铅阳离子；x包括氯阴离子、溴阴离子和碘阴离子。
45.步骤(1)中，在一种实施方式中，所述导电基底可以为但不限于ito基底、fto基底等透明导电基底。
46.在一种实施方式中，所述导电基底为经过清洗处理和uv处理的导电基底。具体地，首先对导电基底进行清洗处理；然后对清洗好的导电基底进行uv处理，以提高导电基底的亲水性。其中，所述清洗的步骤可以为：依次采用去离子水和洗洁精的混合溶液、去离子水、乙醇和异丙醇对所述导电基底进行超声清洗，随后用氮气吹干。
47.步骤(2)中，在一种实施方式中，所述在所述导电基底上制备电子传输层的步骤，具体包括：
48.配制电子传输材料溶液(如二氧化锡溶液、二氧化钛溶液等)；
49.通过溶液法(如旋涂法等)将所述电子传输材料溶液涂布于导电基底上，经退火处理，得到所述电子传输层。
50.步骤(3)中，在一种实施方式中，所述在所述电子传输层表面制备钙钛矿层的步骤，具体包括：
51.提供碘化铅与maac的混合溶液，提供有机卤化物溶液；
52.将所述碘化铅与maac的混合溶液旋涂于所述电子传输层表面，进行第一退火处理，得到碘化铅层；
53.将所述有机卤化物溶液旋涂于所述碘化铅层表面，经第二退火处理，得到所述钙钛矿层。
54.本实施例中，钙钛矿层溶液分两部分进行配置，分别为碘化铅与maac的混合溶液和有机卤化物溶液。称量药品后，分别加入溶剂，溶解均匀，分别得到碘化铅与maac的混合溶液和有机卤化物溶液。在分别经过旋涂与退火操作后得到钙钛矿层。即本实施例采用两步旋涂法制备钙钛矿层。
55.在一种实施方式中，所述碘化铅与maac的混合溶液由碘化铅、maac与溶剂组成，所述碘化铅、maac与溶剂的加入量分别为0.5～3mol、0.5～50μl、950～999.5ml。
56.本实施例在钙钛矿层中添加微量离子液体maac，该maac可以钝化以及填补钙钛矿层的内部和表面缺陷，促进钙钛矿的转化。相比于未添加离子液体的钙钛矿层和添加离子体液甲胺甲酸(mafa)的钙钛矿层，本实施例添加离子液体maac的钙钛矿层转化效率更高，转化时间大大缩短。特别由于采用两步法制备，该maac更能促使大面积的钙钛矿均匀快速
成膜。
57.在一种实施方式中，所述碘化铅与maac的混合溶液的制备方法，包括步骤：
58.将碘化铅溶解于溶剂中，得到碘化铅溶液；
59.在所述碘化铅溶液中加入maac，得到所述碘化铅与maac的混合溶液；其中，所述溶剂可以为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)等中的一种或两种以上。需说明的是，该溶剂为极性溶剂，在退火过程中会蒸发，而离子液体maac蒸气压小，不挥发，从而最终可以得到含微量离子液体maac的钙钛矿层。
60.在一种实施方式中，将所述碘化铅与maac的混合溶液旋涂于所述电子传输层表面的步骤中，所述旋涂的参数包括：转速为1000-4000r/s，时间为20-60s。进一步地，转速为2000r/s，时间为30s。
61.在一种实施方式中，所述第一退火处理(在手套箱惰性气氛环境中进行)的参数包括：温度为40-90℃，时间为10-120s。进一步地，温度为70℃，时间为60s。
62.在一种实施方式中，所述有机卤化物溶液可以为含fai、macl、mabr和csi的溶液，其中溶剂可以为ipa等，但不限于此；或者，所述有机卤化物溶液可以为含fai、macl、mabr和ki的溶液，其中溶剂可以为ipa等，但不限于此。采用混合阳离子钙钛矿是因为其较低的带隙，有利于提高器件的效率。本实施例还在钙钛矿层引入了cs

或k

，所述cs

或k

可以促进钙钛矿相的形成，抑制二次相的形成。
63.进一步地，所述fai、macl、mabr、csi的质量比为60:(6-10):(6-10):(1-2)；或者，所述fai、macl、mabr、ki的质量比为60:(6-10):(6-10):(1-2)。
64.在一种实施方式中，将所述有机卤化物溶液旋涂于所述碘化铅层表面的步骤中，所述旋涂的参数包括：转速为1000-4000r/s，时间为20-60s。进一步地，转速为2000r/s，时间为30s。
65.在一种实施方式中，所述第二退火处理(在干燥箱环境中进行)的参数包括：温度为90-130℃，时间为10-80min。进一步地，温度为100℃，时间为50min。
66.步骤(4)中，制备空穴传输层。在一种实施方式中，所述在所述钙钛矿层表面制备空穴传输层的步骤，具体包括：
67.提供空穴传输材料溶液；
68.通过溶液法(如旋涂法等)将所述空穴传输材料溶液涂布于钙钛矿层表面，经退火处理，形成所述空穴传输层。
69.在一种实施方式中，所述空穴传输材料溶液可以为但不限于spiro-ometad溶液、ptaa溶液等中的一种。
70.步骤(5)中，制备电极。可以通过蒸镀法在空穴传输层表面制备金属电极，最后得到钙钛矿太阳能电池。
71.本发明实施例提供一种钙钛矿太阳能电池，其中，采用本发明实施例所述的方法制备得到。
72.下面通过具体的实施例对本发明作进一步地说明。
73.以下实施例中，ito、fto、碘化铅、碘甲脒(fai)、甲胺氯(macl)、碘化铯、碘化钾、甲胺、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、sprio-ometad等材料均为普通市售产品。
74.1、maac改性的钙钛矿薄膜的制备：
75.配置钙钛矿层的溶液。将1.5mol的碘化铅溶于990ml dmf溶液中，接着加入10μl的离子液体maac，得到碘化铅与离子液体maac的混合溶液。将fai、macl、mabr、csi溶于ipa溶液中，搅拌均匀，得到有机卤化物溶液；其中fai、macl、mabr、csi的质量浓度分别为60mg/ml、10mg/ml、10mg/ml、1mg/ml。
76.钙钛矿层的制备分为两步。第一步：设置旋涂仪的参数：转数为1500r/s，运行30s。将碘化铅与离子液体maac的混合溶液滴在基底表面并开启旋涂仪，旋涂完成后，70℃退火60s后冷却备用。第二步：在第一步基础上滴加有机卤化物溶液，旋涂仪参数与第一步相同。旋涂结束后，将样品置于加热台，100℃退火50min，至室温后制备完成。
77.2、mafa改性的钙钛矿薄膜的制备：与maac改性的钙钛矿薄膜的制备相同，不同之处仅在于：将离子液体maac替换为离子液体mafa。
78.3、对照例的钙钛矿薄膜的制备：与maac改性的钙钛矿薄膜的制备相同，不同之处仅在于：不添加离子液体maac。
79.图1中(a)-(c)分别展示了对照、maac改性后以及mafa改性后钙钛矿薄膜样品的原位uv-vis图，表现出maac改性后的钙钛矿薄膜转化更加迅速，展现出更快的结晶动力学过程。图2中(a)为钙钛矿mapbi3的晶体结构，(b)为醋酸根离子ch3coo-对mapbi3体相内碘空位填补的晶体结构，(c)为对应图(a)晶体结构的态密度分布图，(d)为对应图(b)晶体结构的态密度分布图。离子体液maac改性后的钙钛矿薄膜转化效率更高，转化时间仅仅只用约15s，而对照和mafa的转化时间分别约为30s和20s。通过理论计算，展示出maac能有效填补钙钛矿内部的缺陷，见图2所示。图3中(a)是对照例的钙钛矿薄膜的照片，图3中(b)是离子液体maac改性后的钙钛矿薄膜的照片，图3展示出maac改性后的钙钛矿薄膜更加均匀，而对照薄膜样品表现出未转化的暗黄色边缘。
80.实施例1：本实施例的钙钛矿太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
81.(1)ito基底的清洗和uv处理。首先把ito基底放入烧杯中，在去离子水和洗洁精溶液中超声清洗30min，随后在去离子水中超声清洗30min，接着在乙醇溶液中超声清洗30min，最后在异丙醇溶液中超声清洗30min，完成后采用氮气吹干。将清洗好的ito基底放置于uv仪器中，臭氧处理20min。
82.(2)采用旋涂工艺制备二氧化锡电子传输层(厚度为50nm)。配置二氧化锡溶液(采用去离子水稀释二氧化锡溶液，二氧化锡溶液与去离子水溶液体积比为1:5)。设置旋涂仪的参数：转数为4000r/s，运行30s。将二氧化锡溶液滴在uv处理完成的ito基底表面，开启旋涂仪，待旋涂完成后，将样品置于加热台上150℃退火30min。
83.(3)两步旋涂法制备钙钛矿层(厚度为700nm)，具体制备步骤如下：
84.配置钙钛矿层的溶液。将1.5mol的碘化铅溶于990ml dmf溶液中，接着加入10μl的离子液体maac，得到碘化铅与离子液体maac的混合溶液。将fai、macl、mabr、csi溶于ipa溶液中，搅拌均匀，得到有机卤化物溶液；其中fai、macl、mabr、csi的质量浓度分别为60mg/ml、10mg/ml、10mg/ml、1mg/ml。
85.钙钛矿层的制备分为两步。第一步：将表面有电子传输层的ito基底进行uv处理20min。设置旋涂仪的参数：转数为1500r/s，运行30s。将碘化铅与离子液体maac的混合溶液滴在电子传输层表面并开启旋涂仪，旋涂完成后，70℃退火60s后冷却备用。第二步：在第一
步基础上滴加有机卤化物溶液，旋涂仪参数与第一步相同。旋涂结束后，将样品置于加热台，100℃退火50min后冷却备用。
86.(4)采用旋涂工艺制备spiro-ometad空穴传输层(厚度为200nm)。采用spiro-ometad溶液旋涂，spiro-ometad溶液的制备如下：将70mg spiro-ometad、40μl tbp(磷酸三丁酯)、10μl li-tfsi溶液(其中溶剂为乙腈，litfsi 260mg，乙腈1ml)混溶于1ml的氯苯中。设置旋涂仪的参数：转数为4000r/s，运行30s。将spiro-ometad溶液滴在钙钛矿层表面，开启旋涂仪，旋涂后放置一夜氧化，得到空穴传输层。
87.(5)在空穴传输层表面蒸镀厚度约为100nm左右的金电极，得到钙钛矿太阳能电池。
88.实施例2：本实施例的钙钛矿太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
89.(1)ito基底的清洗和uv处理。首先把ito基底放入烧杯中，在去离子水和洗洁精溶液中超声清洗30min，随后在去离子水中超声清洗30min，接着在乙醇溶液中超声清洗30min，最后在异丙醇溶液中超声清洗30min，完成后采用氮气吹干。将清洗好的ito基底放置于uv仪器中，臭氧处理20min。
90.(2)采用旋涂工艺制备二氧化锡电子传输层(厚度为50nm)。配置二氧化锡溶液(二氧化锡溶液与去离子水溶液体积比为1:6)。设置旋涂仪的参数：转数为3000r/s，运行30s。将二氧化锡溶液滴在uv处理完成的ito基底表面，开启旋涂仪，待旋涂完成后，将样品置于加热台上150℃退火60min。
91.(3)两步旋涂法制备钙钛矿层(厚度为700nm)，具体制备步骤如下：
92.配置钙钛矿层的溶液。将1.5mol的碘化铅溶于970ml dmf溶液中，接着加入30μl的离子液体maac，得到碘化铅与离子液体maac的混合溶液。将fai、macl、mabr、ki溶于ipa溶液中，搅拌均匀，得到有机卤化物溶液；其中fai、macl、mabr、ki的质量浓度分别为60mg/ml、6mg/ml、6mg/ml、1mg/ml。
93.钙钛矿活性层的制备分为两步。第一步：将表面有电子传输层的ito基底进行uv处理20min。设置旋涂仪的参数：转数为2000r/s，运行30s。将碘化铅与离子液体maac的混合溶液滴在电子传输层表面并开启旋涂仪，旋涂完成后，70℃退火80s后冷却备用。第二步：在第一步基础上滴加有机卤化物溶液，旋涂仪参数与第一步相同。旋涂结束后，将样品置于加热台，110℃退火40min后冷却备用。
94.(4)采用旋涂工艺制备spiro-ometad空穴传输层(厚度为200nm)。采用spiro-ometad溶液旋涂，spiro-ometad溶液的制备如下：将70mg spiro-ometad、40μl tbp(磷酸三丁酯)、10μl li-tfsi溶液(其中溶剂为乙腈，litfsi 260mg，乙腈1ml)混溶于1ml的氯苯中。设置旋涂仪的参数：转数为4000r/s，运行30s。将spiro-ometad溶液滴在钙钛矿层表面，开启旋涂仪，旋涂后放置一夜氧化，得到空穴传输层。
95.(5)在空穴传输层表面蒸镀厚度约为100nm左右的金电极，得到钙钛矿太阳能电池。
96.实施例3：本实施例的钙钛矿太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
97.(1)fto基底的清洗和uv处理。首先把fto基底放入烧杯中，在去离子水和洗洁精溶液中超声清洗30min，随后在去离子水中超声清洗30min，接着在乙醇溶液中超声清洗30min，最后在异丙醇溶液中超声清洗30min，完成后采用氮气吹干。将清洗好的fto基底放
置于uv仪器中，臭氧处理20min。
98.(2)采用旋涂工艺制备二氧化锡电子传输层(厚度为50nm)。配置二氧化锡溶液(二氧化锡溶液与去离子水溶液体积比为1:5)。设置旋涂仪的参数：转数为4000r/s，运行40s。将二氧化锡溶液滴在uv处理完成的fto基底表面，开启旋涂仪，待旋涂完成后，将样品置于加热台上150℃退火30min。
99.(3)两步旋涂法制备钙钛矿层(厚度为700nm)，具体制备步骤如下：
100.配置钙钛矿层的溶液。1.5mol的碘化铅溶于900ml dmf和50ml dmso混合溶液中，接着加入50μl的离子液体maac，得到碘化铅与离子液体maac的混合溶液。将fai、macl、mabr、csi溶于ipa溶液中，搅拌均匀，得到有机卤化物溶液；其中fai、macl、mabr、csi的质量浓度分别为60mg/ml、8mg/ml、8mg/ml、2mg/ml。
101.钙钛矿层的制备分为两步。第一步：将表面有电子传输层的fto基底进行uv处理20min。设置旋涂仪的参数：转数为1500r/s，运行40s。将碘化铅与离子液体maac的混合溶液滴在电子传输层表面并开启旋涂仪，旋涂完成后，70℃退火60s后冷却备用。第二步：在第一步基础上滴加有机卤化物溶液，旋涂仪参数与第一步相同。旋涂结束后，将样品置于加热台，90℃退火50min后冷却备用。
102.(4)采用旋涂工艺制备spiro-ometad空穴传输层(厚度为200nm)。采用spiro-ometad溶液旋涂，spiro-ometad溶液的制备如下：将70mg spiro-ometad、40μl tbp(磷酸三丁酯)、10μl li-tfsi溶液(其中溶剂为乙腈，litfsi 260mg，乙腈1ml)混溶于1ml的氯苯中。设置旋涂仪的参数：转数为4000r/s，运行30s。将spiro-ometad溶液滴在钙钛矿层表面，开启旋涂仪，旋涂后放置一夜氧化，得到空穴传输层。
103.(5)在空穴传输层表面蒸镀厚度约为100nm左右的金电极，得到钙钛矿太阳能电池。
104.实施例4：本实施例的钙钛矿太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
105.(1)ito基底的清洗和uv处理。首先把ito基底放入烧杯中，在去离子水和洗洁精溶液中超声清洗30min，随后在去离子水中超声清洗30min，接着在乙醇溶液中超声清洗30min，最后在异丙醇溶液中超声清洗30min，完成后采用氮气吹干。将清洗好的ito基底放置于uv仪器中，臭氧处理20min。
106.(2)采用旋涂工艺制备二氧化锡电子传输层(厚度为50nm)。配置二氧化锡溶液(二氧化锡溶液与去离子水溶液体积比为1:6)。设置旋涂仪的参数：转数为3000r/s，运行30s。将二氧化锡溶液滴在uv处理完成的ito基底表面，开启旋涂仪，待旋涂完成后，将样品置于加热台上150℃退火30min。
107.(3)两步旋涂法制备钙钛矿层(厚度为700nm)，具体制备步骤如下：
108.配置钙钛矿层的溶液。将1.5mol的碘化铅溶于990ml nmp溶液中，接着加入10μl的离子液体maac，得到碘化铅与离子液体maac的混合溶液。将fai、macl、mabr、ki溶于ipa溶液中，搅拌均匀，得到有机卤化物溶液；其中fai、macl、mabr、ki的质量浓度分别为60mg/ml、10mg/ml、10mg/ml、2mg/ml。
109.钙钛矿层的制备分为两步。第一步：将表面有电子传输层的ito基底进行uv处理20min。设置旋涂仪的参数：转数为1500r/s，运行30s。将碘化铅与离子液体maac的混合溶液滴在基底表面并开启旋涂仪，旋涂完成后，70℃退火60s后冷却备用。第二步：在第一步基础
上滴加有机卤化物溶液，旋涂仪参数与第一步相同。旋涂结束后，将样品置于加热台，100℃退火50min后冷却备用。
110.(4)采用旋涂工艺制备spiro-ometad空穴传输层(厚度为200nm)。采用spiro-ometad溶液旋涂，spiro-ometad溶液的制备如下：将70mg spiro-ometad、40μl tbp(磷酸三丁酯)、10μl li-tfsi溶液(其中溶剂为乙腈，litfsi 260mg，乙腈1ml)混溶于1ml的氯苯中。设置旋涂仪的参数：转数为4000r/s，运行30s。将spiro-ometad溶液滴在钙钛矿层表面，开启旋涂仪，旋涂后放置一夜氧化，得到空穴传输层。
111.(5)在空穴传输层表面蒸镀厚度约为100nm左右的金电极，得到钙钛矿太阳能电池。
112.采用稳态校准后的太阳光模拟器，对实施例1-4制备得到的钙钛矿太阳能电池进行光电转换效率测试，测试结果见表1。从表1可知，在钙钛矿中添加少量的离子液体maac均可有效的提升其光电转化效率。
113.表1、各实施例制备的钙钛矿太阳能电池的性能
[0114][0115][0116]
综上所述，本发明提供的一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。本发明在钙钛矿层添加了铯离子(cs

)或钾离子(k

)以及微量离子液体甲胺乙酸(maac)，并使用两步旋涂方法制备钙钛矿层。其中，cs

或k

可以促进钙钛矿相的形成，抑制二次相的形成。在钙钛矿层中添加微量离子液体maac可以钝化以及填补钙钛矿层的内部和表面缺陷，促进钙钛矿的转化。另外，本发明借助原位uv-vis表征技术，观察到相比于对照钙钛矿薄膜和离子体液甲胺甲酸(mafa)改性后的钙钛矿薄膜，离子体液maac改性后的钙钛矿薄膜转化效率更高，转化时间更短。所制备改性后的钙钛矿器件除了能提升其稳定性和光电转换效率外，从机理方面借助第一性原理验证了maac对钙钛矿的缺陷态的有效调控。特别针对两步法的工业化生产，maac能促使大面积的钙钛矿均匀快速的成膜。
[0117]
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。