[发明专利]通过在钙钛矿体相掺杂磺酰基分子制备太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种通过在钙钛矿体相掺杂磺酰基分子制备太阳能电池的方法，其特征在于，在制备电池的钙钛矿吸光层时，在钙钛矿前驱体溶液中添加1.6％～6.4％浓度的磺酰基类小分子；所述磺酰基类小分子的化学结构式如下：

所述磺酰基类小分子的化学结构式中，S表示磺酰基团，R₁、R₂表示两个与磺酰基团相连的有机官能团。

2.根据权利要求1所述的通过在钙钛矿体相掺杂磺酰基分子制备太阳能电池的方法，其特征在于，所述磺酰基类小分子具体为3-(苯磺酰基)呋喃、4-(苯磺酰基)恶唑、3-(苯磺酰基)噻吩、4-(苯磺酰基)噻唑、1-(苯磺酰基)-1H-吡咯、1-(苯磺酰基)-1H-磷、1-(苯磺酰基)-1H-吡唑、2-(苯磺酰基)噻吩、2-(苯硫基磺酰基)嘧啶、2-(苯磺酰基)噻唑、2-(苯磺酰基)嘧啶、2,2'-磺酰基二嘧啶、2-(嘧啶基磺酰基)噻唑、2-(呋喃基磺酰基)嘧啶、4-(嘧啶基磺酰基)恶唑(FYP)、2-(苯硫基磺酰基)嘧啶、4-(嘧啶基磺酰基)噻唑、2-((1H-吡咯基)磺酰基)嘧啶、2-((1H-吡唑基)磺酰基)嘧啶、2-((1H-磷酰基)磺酰基)嘧啶中的一种。

3.根据权利要求1所述的通过在钙钛矿体相掺杂磺酰基分子制备太阳能电池的方法，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池结构，由下而上依次包括衬底、前电极、第一载流子传输层、钙钛矿吸光层、第二载流子传输层和背电极；其中，钙钛矿吸光层中含有所述磺酰基类小分子。

4.根据权利要求3所述的通过在钙钛矿体相掺杂磺酰基分子制备太阳能电池的方法，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池结构中，衬底采用玻璃或柔性透明塑料。

5.根据权利要求3所述的通过在钙钛矿体相掺杂磺酰基分子制备太阳能电池的方法，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池结构中，前电极采用氟掺杂氧化锡或氧化铟锡，且通过磁控溅射方法沉积在所述衬底上。

6.根据权利要求3所述的通过在钙钛矿体相掺杂磺酰基分子制备太阳能电池的方法，其特征在于，当所述钙钛矿太阳能电池为常规电池时：第一载流子传输层为电子传输层，采用氧化锡、氧化锌或二氧化钛；第二载流子传输层为空穴传输层，采用2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴或NiOx。

7.根据权利要求3所述的通过在钙钛矿体相掺杂磺酰基分子制备太阳能电池的方法，其特征在于，当所述钙钛矿太阳能电池为反式电池时：第一载流子传输层为空穴传输层，采用聚(三芳基)胺；第二载流子传输层为电子传输层，采用C60、BCP中的一种或多种。

8.根据权利要求3所述的通过在钙钛矿体相掺杂磺酰基分子制备太阳能电池的方法，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池结构中，钙钛矿吸收层采用有机金属卤化物钙钛矿，分子式为ABX₃；其中，A为甲胺、甲脒、铯中的至少一种；B为铅、锡或铅锡混合物；X为卤素，包括溴、碘、氯中的一种或多种。

9.根据权利要求3所述的通过在钙钛矿体相掺杂磺酰基分子制备太阳能电池的方法，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池结构中，背电极采用Au、Ag或Cu，且通过真空沉积的方法沉积在第二载流子传输层的顶部。

10.根据权利要求1～9任一所述的通过在钙钛矿体相掺杂磺酰基分子制备太阳能电池的方法，其特征在于，具体制备步骤如下：

(1)在衬底上沉积前电极，制备透明导电衬底；

(2)对透明导电衬底进行清洗、吹干、紫外处理；

(3)在透明导电衬底上制备第一载流子传输层；

(4)配置钙钛矿前驱体溶液，并加入1.6％～6.4％浓度的磺酰基类小分子，搅拌均匀，过滤；将滤液采用旋涂法制成钙钛矿吸光层；

(5)在钙钛矿吸光层上制备第二载流子传输层；

(6)在第二载流子传输层上制备背电极。