一种增强钙钛矿太阳能电池热稳定性的方法

钙钛矿通过溶液法制备。
11.优选地，采用溶液法制备abx3组分的浓度为1-2m。
12.优选地，采用溶液法制备abx3钙钛矿时采用的溶剂为体积为0-5:10的二甲基亚砜和n，n-二甲基甲酰胺的混合液，或者体积比为1：（0-1）：（8-9）的二甲基亚砜以及n-甲基吡咯烷酮和n，n-二甲基甲酰胺的混合液，或者是体积比为1:1-2的乙醇和二甲基乙酰胺溶液，或者是7:3-9:1的2-甲氧基乙醇和二甲基亚砜混合溶液，或者是7:3-9:1的γ-丁内酯和二甲基亚砜混合溶液。
13.优选地，所述联胺盐为联胺氢溴酸盐和/或联胺氢碘酸盐。
14.本发明的方法是向钙钛矿中引入新的a位阳离子
‑‑
联胺阳离子（ha

）。联胺是一种含有两个氮原子的有机分子，由于分子间具有更多数量的氢键，所以它是一种热稳定更好的有机分子，将联胺阳离子与传统的钙钛矿组分相混合，通过溶液发制备钙钛矿太阳能电池。
15.通过将联胺阳离子引入到钙钛矿薄膜中，联胺离子在薄膜中与铅离子之间的相互作用得到增强，这样就降低了联胺的挥发性，增强了钙钛矿薄膜的热稳定性。同时可以通过控制联胺离子在钙钛矿中的含量，从而调控钙钛矿太阳能电池的效率以及热稳定性。该方法简单易行，从钙钛矿组分的本质上改善热稳定性，同时可以应用于多种结构的概况太阳能电池中。
16.本发明具有以下优点和有益效果：本发明的增强钙钛矿太阳能电池热稳定性的方法，向钙钛矿的离子型晶体中引入联胺阳离子，通过控制联胺阳离子在钙钛矿中的含量，来控制钙钛矿太阳能电池的光电转换效率以及热稳定，使其在高的光电转换效率下也具有很好的热稳定性。扫除了钙钛矿在现实生活与生产中应用的部分障碍，拓展了钙钛矿的使用环境。
17.同时本发明的方法可以应用于宽带隙、窄带隙、正式器件以及倒置器件中，具有简单易行，应用范围广泛的特点。
附图说明
18.图1是实施例1-3分别制备的组分为(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.9
ha
0.1
)
0.1
pbi3、(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.8
ha
0.2
)
0.1
pbi3、(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.6
ha
0.4
)
0.1
pbi3的实物图，其中a为(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.9
ha
0.1
)
0.1
pbi3、b为(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.8
ha
0.2
)
0.1
pbi3、c为(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.6
ha
0.4
)
0.1
pbi3；图2是实施例1-3分别制备的组分为(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.9
ha
0.1
)
0.1
pbi3、(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.8
ha
0.2
)
0.1
pbi3、(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.6
ha
0.4
)
0.1
pbi3的紫外吸收图谱，其中a为(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.9
ha
0.1
)
0.1
pbi3、b为(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.8
ha
0.2
)
0.1
pbi3、c为(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.6
ha
0.4
)
0.1
pbi3；图3是实施例4制备的组分为fa
0.8
ha
0.15
cs
0.05
pbi3的150℃老化x射线衍射图谱；图4是对比例制备的组分为fa
0.8
ma
0.15
cs
0.05
pbi3的150℃老化x射线衍射图谱。
具体实施方式
19.为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容
不仅仅局限于下面的实施例。
20.本发明的钙钛矿电池的整体结构为现有技术，组成为电极/空穴传输层/钙钛矿薄膜/电子传输层/电极，在本发明的钙钛矿太阳能电池器件的制备过程中，主要研究的是钙钛矿薄膜这一层，为光活性层，主要进行光电转化，其它层为现有常规选择，在此不做赘述。
21.本发明的增强钙钛矿太阳能电池热稳定性的方法，是以溶液法制备钙钛矿太阳能电池。首先通过制备钙钛矿前驱体溶液，溶液中包含甲脒离子、甲胺离子、铯离子、铅离子、碘离子以及溴离子，然后向溶液中引入联胺离子，通过旋涂、退火制备。所述甲脒离子fa

占a位阳离子总体的摩尔百分数为80%
ꢀ‑ꢀ
95%，铯离子cs

占a位阳离子总体的摩尔百分数为0
‑ꢀ
10%，甲胺离子ma

占a位阳离子总体的摩尔百分数为0-16%，所述x为br-和i-，其中br-的含量占x总含量的摩尔百分数为0
‑ꢀ
40%，余量为i-。所述b位离子为铅离子pb
2
。在手套箱中经过旋涂后，100 ℃退火30 min。
22.实施例1将fai粉末、mai粉末、csi粉末、hai粉末以及pbi2粉末按照一定的比例进行混合，溶解于dmf/dmso的混合溶液中（体积比dmf:dmso = 4 : 1），配置比例为(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.9
ha
0.1
)
0.1
pbi3钙钛矿前驱体溶液，通过反溶剂一步法进行旋涂，然后再100℃下进行退火，得到的薄膜如图1，得到致密平整的薄膜。然后进行紫外吸收测定，得到吸收图谱如图2，从图中可以看出在uv-vis的图谱中，波长825nm开始发生了吸收，这是钙钛矿组分产生的吸收，说明形成了钙钛矿相。
23.实施例2将fai粉末、mai粉末、csi粉末、hai粉末以及pbi2粉末按照一定的比例进行混合，溶解于dmf/dmso的混合溶液中（体积比dmf:dmso = 4 : 1），配置比例为(fa
0.95
cs
0.05
)
0.9
(ma
0.8
ha
0.2
)
0.1
pbi3（x=0.2）钙钛矿前驱体溶液，通过反溶剂一步法进行旋涂，然后再100℃下进行退火，得到的薄膜如图1，得到致密平整的薄膜。然后进行紫外吸收测定，得到吸收图谱如图2，从图中可以看出在uv-vis的图谱中，波长825nm开始发生了吸收，这是钙钛矿组分产生的吸收，说明形成了钙钛矿相。
24.实施例3将fai粉末、mai粉末、csi粉末、hai粉末以及pbi2粉末按照一定的比例进行混合，溶解于dmf/dmso的混合溶液中（体积比dmf : dmso = 4 : 1），配置比例为(fa
0.95
cs
0.05
)0.9(ma
0.6
ha
0.4
)
0.1
pbi3（x=0.4）钙钛矿前驱体溶液，通过反溶剂一步法进行旋涂，然后再100℃下进行退火，得到的薄膜如图1，得到致密平整的薄膜。然后进行紫外吸收测定，得到吸收图谱如图2，从图中可以看出在uv-vis的图谱中，波长825nm开始发生了吸收，这是钙钛矿组分产生的吸收，说明形成了钙钛矿相。从实物图以及紫外吸收可以看出，改变ha在钙钛矿中的含量组分，对钙钛矿薄膜的外观以及紫外吸收谱没有明显的影响。
25.实施例4将fai粉末、mai粉末、csi粉末、hai粉末以及pbi2粉末按照一定的比例进行混合，溶解于dmf/dmso的混合溶液中（体积比dmf : dmso = 4 : 1），配置比例为fa
0.8
ha
0.15
cs
0.05
pbi3钙钛矿前驱体溶液，通过反溶剂一步法进行旋涂，然后再100℃下进行退火，得到钙钛矿薄膜后，在x射线衍射仪上，150℃进行原位热老化测试，得到的x射线衍射图谱随时间的变化如图3。
26.对比例将fai粉末、mai粉末、csi粉末以及pbi2粉末按照一定的比例进行混合，溶解于dmf/dmso的混合溶液中（体积比dmf : dmso = 4 : 1），配置比例为fa
0.8
ma
0.15
cs
0.05
pbi3钙钛矿前驱体溶液，通过反溶剂一步法进行旋涂，然后再100℃下进行退火，得到钙钛矿薄膜后，在x射线衍射仪上，150℃进行原位热老化测试，得到的x射线衍射图谱随时间的变化如图4。
27.对比图3和图4可以看到，经过100℃退火后，是实施例4和对比例制备的产物均形成了钙钛矿（14
°
），但是在在150℃下，含有ma的钙钛矿，pbi2的峰（12.7
°
）增加的更快，最终产生的pbi2的峰更高。同时含有ha的钙钛矿，钙钛矿的峰更高，证明含有ha的钙钛矿热稳定更好。pbi2是分解后的产物，在150℃的环境下，谁的pbi2峰产生得高，就证明谁分解得更快更多，代表稳定性更差。
28.以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。