[发明专利]一种太阳能电池吸收层材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种太阳能电池吸收层材料的制备方法及在制备高吸收系数的钙钛矿太阳能电池中应用。制备方法是将CsCl加入二甲亚砜中，等其完全溶解之后加入异丙醇，将沉淀过滤，真空干燥得到处理过的CsCl；按照Cs₂PdCl₆对应元素的摩尔比，将PdCl₂和处理过的CsCl配置成前驱体溶液；通过Cs₂PdCl₆空位缺陷的调控得到含Cl空位缺陷较少的产物，将上述溶液旋涂于电子传输层上，在120‑200℃退火2‑5min，即可合成得到吸收系数高达10×10⁵的Cs₂PdCl₆材料制作的太阳能电池吸收层。

技术领域

本发明涉及钙钛矿太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池吸收层材料的制备方法及在制备高吸收系数的钙钛矿太阳能电池中应用。

背景技术

随着太阳能电池技术的发展，太阳能电池从最早的单晶硅电池，多晶硅电池，非晶硅电池，发展到薄膜太阳能电池，而钙钛矿太阳能电池为薄膜太阳能电池之后又一重大研究，相比传统的硅基太阳能电池，钙钛矿太阳能电池的转化效率可以高达22％，为目前市场上使用的太阳能电池转化效率的两倍，能大幅度降低太阳能电池的使用成本，当前市场上占主流的太阳能电池以硅和碲化镉为材料，达到目前的转化效率历时 10多年；而钙钛矿只花了短短4年时间的研究。

目前主要使用的钙钛矿太阳能电池都含有铅元素，而铅元素含有一定的毒性，不适合长时间发展使用，对于电子和光电子半导体等其他应用，也有一定的阻碍。同时，目前使用的半导体材料的光吸收系数普遍在5×10⁵左右，光吸收系数决定了太阳能电池的对于太阳光的吸收效率，所以亟需提高光吸收系数。

因此，提高太阳能电池的光吸收系数以及解决毒性问题成为业界普遍关注的问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明使用Cs₂PdCl₆空位缺陷变体钙钛矿材料来制备太阳能电池的吸收层，包括吸收层材料Cs₂PdCl₆的合成以及空位缺陷的调控。

本发明通过以下技术方案来实现：

1.吸收层材料Cs₂PdCl₆的合成

将CsCl加入二甲亚砜中，等其完全溶解之后加入异丙醇，将沉淀过滤，真空干燥得到处理过的CsCl；按照Cs₂PdCl₆对应元素的摩尔比，将 PdCl₂和处理过的CsCl配置成前驱体溶液；将上述溶液旋涂于电子传输层上，在120-200℃退火2-5min，即可得到Cs₂PdCl₆材料制作的太阳能电池吸收层。

2.Cs₂PdCl₆空位缺陷的调控

将制备好的Cs₂PdCl₆粉末溶解于10％HCl的溶液中，充分溶解、过滤、洗涤，同样将CsCl粉末溶解在10％HCl的溶液中后再120℃下加热 60分钟，降至室温，将Cs₂PdCl₆溶液混合，加热至80℃，持续20分钟直到溶液变为紫红色时，升温至150℃，直接加水冲洗，洗涤至上清液透明，烘干24h，即可得到太阳能电池吸收层材料(含Cl空位缺陷较少的产物)。

一种太阳能电池吸收层材料的制备方法，包括以下步骤：

1)制备Cs₂PdCl₆材料；