[发明专利]一种有机小分子反式钙钛矿太阳能电池中的方法

说明书

本发明属于钙钛矿太阳能电池领域，具体涉及一种有机小分子应用在反式钙钛矿太阳能电池中的方法，包括：清洗基板并刻蚀；配制m‑MTDATA氯苯溶液，通过旋涂法或真空蒸镀法在清洗过的基板上制备m‑MTDATA薄膜，随后将m‑MTDATA薄膜进行热处理后，得到m‑MTDATA空穴传输层；采用一步旋涂法在m‑MTDATA空穴传输层上制备钙钛矿吸光层；采用真空镀膜法在钙钛矿膜表面依次制备电子传输层、阻挡层和金属电极。本发明以m‑MTDATA有机小分子作为电池的空穴传输材料，通过调控m‑MTDATA的烧结温度，制备所得反式钙钛矿太阳能电池具有迟滞低、稳定性好、导电性高和光电转换性能高等优点。

技术领域

本发明属于钙钛矿太阳能电池领域，具体涉及一种有机小分子应用在反式钙钛矿太阳能电池中的方法。

背景技术

随着化石能源越来越稀缺，能源问题变得更加突出。为了减缓化石能源的耗尽，可再生能源变得越来越重要。在可再生能源中，清洁能源太阳能取之不尽，成为了最有前景的能源。其中，钙钛矿材料具有吸收系数强、载流子寿命长、原料经济、带隙可调控、工艺多样化且制作简单等诸多优势，从2009年被用于太阳能的3.8％光电转化效率到现在的22.7％效率，受到大家广泛的关注和研究，钙钛矿太阳能电池也成为最具有潜力的太阳能电池。

经济稳定且高性能的空穴传输材料是制备高效反式钙钛矿太阳能电池具备的条件之一，高性能的空穴层能有效地将空穴传输出去且阻挡电子通过，从而减少电池内部电子和空穴的复合，提高电池性能。常规的空穴材料PEDOT:PSS由于亲水性和弱酸性使得制备的反式钙钛矿太阳能电池在空气中的稳定性极差，同时，钙钛矿中MAI降低了PEDOT:PSS的功函数及自身较差的导电性，使得制备的FTO/PEDOT:PSS/PSK/C₆₀/BCP/Cu电池开路电压(V_oc)、短路电路(J_sc)和光电转换效率(PCE)较低。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种有机小分子应用在反式钙钛矿太阳能电池中的方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于有机小分子空穴材料反式钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

(1)清洗基板并刻蚀；

(2)配制m-MTDATA氯苯溶液，通过旋涂法或真空蒸镀法在清洗过的基板上制备m-MTDATA薄膜，随后将m-MTDATA薄膜进行热处理后，得到m-MTDATA空穴传输层；

(3)采用一步旋涂法在m-MTDATA空穴传输层上制备钙钛矿吸光层；

(4)采用真空镀膜法在钙钛矿膜表面依次制备电子传输层、阻挡层和金属电极。

上述方案中，所述基板包括但不限于：含透明导电掺杂氟的SnO₂(FTO)或氧化铟锡(ITO)镀层的玻璃基板、含透明导电ITO镀层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、或含透明导电ITO镀层的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)塑料基板。

上述方案中，所述电子传输层包括但不限于：二氧化钛、氧化锡、氧化锌等氧化物以及有机电子传输材料如C60、PCBM([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)等。