[发明专利]金属纳米晶-锚固分子协同钝化钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种金属纳米晶-锚固分子协同钝化钙钛矿太阳能电池，包括从下到上依次层叠设置的导电基底、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层以及金属电极，其特征在于，所述钙钛矿层为金属纳米晶-锚固分子镶嵌于钙钛矿晶界后形成的复合层；

所述金属纳米晶-锚固分子由锚固分子和金属材料的混合液经激光束辐照后得到；所述锚固分子和金属材料的混合液由锚固分子和金属材料分散到反溶剂中得到，且所述锚固分子为含长碳氟链的硫醇，所述金属材料为金、铂或高熵合金；所述反溶剂为乙酸乙酯或氯仿。

2.如权利要求1所述的金属纳米晶-锚固分子协同钝化钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述含长碳氟链的硫醇为1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇或1H,1H,2H,2H-全氟辛硫醇。

3.如权利要求1所述的金属纳米晶-锚固分子协同钝化钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在无水无氧环境下，往反溶剂中加入锚固分子，混合均匀后加入金属材料，得到混合液；

其中，所述反溶剂与所述锚固分子的体积比为600：1；

S2、采用脉冲激光辐照S1混合液中的金属材料，辐照完毕后移除金属材料，得到溶液；

S3、对S2中溶液进行二次脉冲激光辐照，辐照完毕得到浓度为0.1~0.2mg/mL的金属纳米晶-锚固分子胶体溶液；

S2和S3的脉冲激光辐照过程中，同时进行超声和低温辅助处理，且低温处理温度为-20~0℃；

S4、在覆盖有电子传输层的导电基底上旋涂钙钛矿前驱体溶液，形成中间相薄膜，旋涂过程中将S3中制备的金属纳米晶-锚固分子胶体溶液引入到中间相薄膜中，热处理后形成金属纳米晶-锚固分子镶嵌于钙钛矿晶界的复合层，即为所述钙钛矿层；

在所述钙钛矿层上形成空穴传输层，然后在空穴传输层上形成金属电极，即制备得到金属纳米晶-锚固分子协同钝化的钙钛矿太阳能电池。

4.如权利要求3所述的金属纳米晶-锚固分子协同钝化钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，S2和S3中脉冲激光的波长均为355nm、532nm或1064nm，能量均为200~400mJ/脉冲，辐照时间均为10~20min，制备出的金属纳米晶尺寸为2nm。

5.如权利要求3所述的金属纳米晶-锚固分子协同钝化钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，S4中钙钛矿前驱体为ABX₃型化合物，其中A为CH₃NH₃⁺、HC(=NH)NH₂⁺或Cs⁺，B为Pb²⁺，X为卤素离子。

6.如权利要求5所述的金属纳米晶-锚固分子协同钝化钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，S4中钙钛矿前驱体溶液的浓度为1.20~1.25mol/L。

7.如权利要求3所述的金属纳米晶-锚固分子协同钝化钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，S4中将钙钛矿前驱体溶液旋涂到覆盖有电子传输层的导电基底上时，采用两步连续旋涂法，具体过程如下：先采用2000rpm的速度旋涂10s，再采用4000rpm的速度旋涂30s，并在4000rpm速度的旋涂剩余10s时，滴加S3中制备的金属纳米晶-锚固分子胶体溶液，滴加完毕后在100℃下热处理60min，即制得钙钛矿层。