[发明专利]一种以苯胺或嗪环为添加剂的全印刷介观钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种以苯胺或嗪环为添加剂的全印刷介观钙钛矿太阳能电池，该太阳能电池设置在衬底上，包括衬底上依次层叠设置的阴极层、电子传输层、介孔层、阻隔层、阳极层，钙钛矿薄膜填充在介孔层、阻隔层与阳极层中，钙钛矿薄膜的前驱体溶液中引入苯胺或嗪环带氨基的添加剂显著高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。

技术领域：

本发明涉及一种以苯胺或嗪环为添加剂的全印刷介观钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

钙钛矿太阳能电池已然成为太阳能电池中的明星材料，其优越的性能得到广泛地关注，器件效率由最初的3.8％提高到了24.2％。但是，其器件的制备主要还是在手套箱中进行，这为以后的产业化提出了严峻挑战。为了简化器件结构和降低制备要求，专利文献CN103441217A中公开的一种基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池，其以导电玻璃为导电基板，沉积一定厚度例如50nm二氧化钛致密层后，自下而上以丝网印刷的方式依次制备二氧化钛纳米晶层，二氧化锆绝缘间隔层，碳电极空穴收集层。然而，在器件制备过程中，采用一步滴涂的工艺，将钙钛矿薄膜材料的前驱体溶液渗透至数微米的三层介孔结构中，会导致器件的效率低下。

发明内容：

本发明的目的是提供一种以苯胺或嗪环为添加剂的全印刷介观钙钛矿太阳能电池及其制备方法，通过在钙钛矿前驱体DMF:DMSO溶液中引入苯胺或嗪环类带氨基的添加剂，提高钙钛矿薄膜质量，填补钙钛矿缺陷，修饰钙钛矿晶界，从而提高钙钛矿太阳能电池的器件性能，解决了钙钛矿薄膜材料在介孔中的结晶难以控制，导致太阳能电池器件性能降低的问题。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种以苯胺或嗪环为添加剂的全印刷介观钙钛矿太阳能电池，该太阳能电池设置在衬底上，包括衬底上依次层叠设置的阴极层、电子传输层、介孔层、阻隔层、阳极层，钙钛矿薄膜填充在介孔层、阻隔层与阳极层中，钙钛矿薄膜的前驱体溶液中引入苯胺或嗪环类带氨基的添加剂。

所述苯胺或嗪环类带氨基的添加剂为1,3,5-三嗪-2-胺，2,4-二氨基-1,3,5-三嗪，5-氮杂胞嘧啶，2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪，三聚氰胺，三聚氰酸二酰胺，2-氨基-1,3,5-三嗪-4,6-二硫醇,肼基氰尿酸盐，4-甲基-6-(甲硫基)-1,3,5-三嗪-2-胺，2,4,6-三(五氟乙基)-1,3,5-三嗪，4-氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪-2-醇，氰尿酸三聚氰胺，三聚氰胺氢碘酸盐，2,4,6-三(五氟乙基)-1,3,5-三嗪，5-(4-甲氧基苯基)-2-噻吩碳酰肼，三聚硫氰酸，1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三硫酮三钠盐，2,4,6-三[双(甲氧甲基)氨基]-1,3,5-三嗪，1,3,5-苯三胺，1,3-苯二胺，对苯二胺的一种以上。所述衬底为玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对萘二甲酸乙二醇酯中的一种。

所述钙钛矿薄膜具有ABX₃结构：A为甲胺(MA)、甲脒(FA)、铯(Cs)、铷(Ru)中的一种以上，B为二价铅(Pb)、二价锡(Sn)、二价锶(Sr)中的一种以上,X为卤族元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)中的一种以上。

电子传输层的厚度为1-100nm，介孔层厚度为20-2000nm的，阻隔层厚度为0.1-5um的，阳极层厚度为2-30um。

所述阴极层为ITO、FTO中的一种。

所述电子传输层为TiO₂、SnO₂、ZnO中的一种以上。

所述介孔层为TiO₂、SnO₂、MgO中的一种以上。

所述阻隔层为Al₂O₃、ZrO₂、MgO中的一种以上。

所述阳极层为碳电极。