[发明专利]一种M-QDs和OAI协同共钝化钙钛矿的太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开一种M‑QDs和OAI协同共钝化钙钛矿的太阳能电池及其制备方法，步骤如下：将SnO₂‑KCl溶液旋涂在ITO上；将KF溶液旋涂在ITO/SnO₂‑KCl上；将钙钛矿前驱体溶液旋涂在ITO/SnO₂‑KCl/KF上；将M‑QDs溶液旋涂在ITO/SnO₂‑KCl/KF/钙钛矿上；将OAI旋涂于ITO/SnO₂‑KCl/KF/钙钛矿/M‑QDs上；将spiro‑OMeTAD溶液旋涂于ITO/SnO₂‑KCl/KF/钙钛矿/M‑QDs/OAI上；真空蒸镀金电极。M‑QDs溶液中加入的微量DMF使表层钙钛矿溶解再结晶；M‑QDs表面包覆的功能油胺可以阻挡水分和氧气，再通过OAI在表面钝化。

技术领域

本发明属于材料化学领域，具体涉及一种M-QDs和OAI协同共钝化钙钛矿的太阳能电池及其制备方法。

背景技术

随着环境污染和能源危机的不断加剧，人类急需寻找一种新的清洁能源如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。太阳能作为清洁能源被认为是未来解决能源问题最好的途径，而将太阳能转换为电能的光伏电池则是现阶段最急需发展的能源技术。与传统的硅太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池由于效率高，成本低，制备工艺简单等优点而受到了广泛的关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种M-QDs和OAI协同共钝化钙钛矿的太阳能电池及其制备方法。本发明弥补了钙钛矿薄膜制备过程中易形成界面缺陷的问题。

通过功能MAPbBr₃量子点（M-QDs）溶液处理钙钛矿薄膜表面，M-QDs溶液中含有微量DMF使表层钙钛矿溶解再结晶；此外，量子点会在晶界处聚集，填补晶粒间缝隙，同时M-QDs表面包覆的功能油胺可以阻挡水分/氧气，然后再通过OAI在表面钝化。由此制备了高开路电压的钙钛矿太阳能电池，提升了器件的光电转换效率（PCE）和稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种M-QDs和OAI协同共钝化钙钛矿的太阳能电池及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将ITO基底分别用玻璃清洗剂、去离子水、丙酮和乙醇超声清洗，氮气吹干，再进行紫外臭氧清洗(UVO)处理；

（2）配制SnO₂-KCl溶液；将所得的SnO₂-KCl溶液旋涂在ITO玻璃上，退火处理，紫外处理，得到ITO/SnO₂-KCl样品；

（3）配制KF溶液；在步骤（2）得到的ITO/SnO₂-KCl样品上旋涂KF溶液，退火处理，得到ITO/SnO₂-KCl/KF样品；

（4）将步骤（3）得到的ITO/SnO₂-KCl/KF样品在氮气保护下旋涂钙钛矿前驱体溶液，之后退火处理得到ITO/SnO₂-KCl/KF/钙钛矿样品；

（5）将步骤（4）得到的ITO/SnO₂-KCl/KF/钙钛矿样品在氮气保护下旋涂甲胺铅溴量子点（M-QDs）溶液，得到ITO/SnO₂-KCl/KF/钙钛矿/ M-QDs样品；

（6）将步骤（5）得到的ITO/SnO₂-KCl/KF/钙钛矿/M-QDs样品在氮气保护下旋涂正辛基碘化铵（OAI）异丙醇溶液，得到ITO/SnO₂-KCl/KF/钙钛矿/M-QDs/OAI样品；

（7）将步骤（6）得到的ITO/SnO₂-KCl/KF/钙钛矿/M-QDs/OAI在氮气保护下旋涂spiro-OMeTAD溶液，得到ITO/SnO₂-KCl/KF/钙钛矿/M-QDs/OAI/spiro-OMeTAD样品；