[发明专利]一种双钝化钙钛矿薄膜、太阳能电池及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种双钝化钙钛矿薄膜，其特征在于，所述双钝化钙钛矿薄膜的材料包括钙钛矿，所述钙钛矿经过带有吡啶官能团和羧酸官能团的化合物钝化处理得到。

2.根据权利要求1所述的双钝化钙钛矿薄膜，其特征在于，所述双钝化钙钛矿薄膜的厚度为200～400nm。

3.根据权利要求1或2所述的双钝化钙钛矿薄膜，其特征在于，所述钙钛矿包括CH₃NH₃PbI₃；

优选地，所述带有吡啶官能团和羧酸官能团的化合物包括吡啶-2,3-二羧酸、吡啶-2,4-二羧酸、吡啶-2,5-二羧酸、吡啶-2,6-二羧酸、吡啶-3,4-二羧酸、吡啶-3,5-二羧酸、吡啶-2-羧酸、吡啶-3-羧酸或吡啶-4-甲酸中的任意一种或至少两种的组合。

4.一种如权利要求1～3任一项所述双钝化钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将钙钛矿前驱体和带有吡啶官能团和羧酸官能团的化合物在溶剂中混合，形成混合液；

(2)将步骤(1)得到的混合液涂覆在基底表面，退火处理，得到所述双钝化钙钛矿薄膜。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钙钛矿前驱体包括甲基碘化铵和碘化铅的组合；

优选地，步骤(1)所述溶剂包括二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的组合；

优选地，所述二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的体积比为(4～8):1；

优选地，以步骤(1)所述混合液为1L计，所述钙钛矿前驱体的用量为600～800g；

优选地，以步骤(1)所述混合液为1L计，所述带有吡啶官能团和羧酸官能团的化合物的用量为1～1.5g。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述涂覆的方法为旋涂；

优选地，所述旋涂的转速为3500～4500rpm；

优选地，步骤(2)所述退火处理的温度为90～110℃；

优选地，步骤(2)所述退火处理的时间为5～15min。

7.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括依次设置的透明导电层、空穴传输层、如权利要求1～3任一项所述的双钝化钙钛矿薄膜、电子传输层、空穴阻挡层和金属电极。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述透明导电层为ITO透明导电玻璃或FTO透明导电玻璃；

优选地，所述透明导电层的方块电阻为10～25Ω；

优选地，所述透明导电层的透过率为80～95％；

优选地，所述空穴传输层的材料包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸；

优选地，所述电子传输层的材料包括6,6-苯基-C₆₁-丁酸甲酯；

优选地，所述空穴阻挡层的材料包括2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-菲罗啉；

优选地，所述金属电极为Al电极、Cu电极、Ag电极或Au电极中的任意一种。

9.一种如权利要求7或8所述太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将透明导电层、空穴传输层、如权利要求1～3任一项所述的双钝化钙钛矿薄膜、电子传输层、空穴阻挡层和金属电极依次连接，得到所述太阳能电池。

10.一种如权利要求7或8所述的太阳能电池在农业或工业中的应用。