本申请涉及钙钛矿电池材料,尤其涉及一种复合钝化剂及其制备方法、钝化层、钙钛矿活性层及钙钛矿太阳能电池。
背景技术:
1、钙钛矿太阳能电池(psc)是一种类型的太阳能电池,其包括钙钛矿结构的化合物,最常用的是杂化有机-无机铅或锡卤化物类材料,作为捕光有源层。钙钛矿材料,如甲基铵卤化铅和全无机卤化铯铯,生产便宜且易于制造。值得关注的反式钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,pscs)由于竞争力的转换效率(power conversionefficiency,pce)、良好的稳定性以及与串联太阳能电池的兼容性而被认为是这一新兴光伏技术商业化的主流技术路线之一。目前,由于钝化策略的快速发展,反式pscs的pce超过了25%。
2、但是,锡铅钙钛矿表面存在缺陷多的问题,从而影响了锡铅钙钛矿太阳能电池的性能。
技术实现思路
1、本申请提供了一种复合钝化剂及其制备方法、钝化层、钙钛矿活性层及钙钛矿太阳能电池,以解决如下技术问题:如何减少锡铅钙钛矿表面的缺陷。
2、第一方面,本申请提供了一种复合钝化剂,所述复合钝化剂的原料包括:二胺抛光剂、二胺二氢碘化物钝化剂以及溶剂。
3、可选的,所述二胺抛光剂包括如下至少一种:1,4-丁二胺、乙二胺、1,3-丙二胺。
4、可选的,所述二胺二氢碘化物钝化剂包括如下至少一种:乙二胺二氢碘化物、1,4-丁二胺二氢碘化物、1,3-丙二胺二氢碘化物。
5、可选的,相对于1ml的所述复合钝化剂,所述二胺抛光剂为0.05mg~0.3mg。
6、可选的,相对于1ml的所述复合钝化剂,所述二胺抛光剂为0.1mg。
7、第二方面,本申请提供了一种第一方面任意一项实施例所述的复合钝化剂的制备方法,所述方法包括:
8、将二胺抛光剂与溶剂混合,后加入饱和二胺二氢碘化物钝化剂,得到复合钝化剂。
9、第三方面,本申请提供了一种钝化层,所述钝化层由第一方面任意一项实施例所述的复合钝化剂形成。
10、第四方面,本申请提供了一种钙钛矿活性层,所述钙钛矿活性层包括钙钛矿基体以及附着于所述钙钛矿基体至少部分表面的第三方面任意一项实施例所述的钝化层。
11、可选的,所述钙钛矿活性层由所述复合钝化剂涂覆于所述钙钛矿基体至少部分表面并退火得到。
12、第五方面,本申请提供了一种钙钛矿太阳能电池,所述钙钛矿太阳能电池自下而上设置包括透明导电氧化物衬底、混合有机空穴传输层、第四方面任意一项实施例所述的钙钛矿活性层、电子传输层、空穴阻挡层以及电极层。
13、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
14、本申请实施例提供的该复合钝化剂,所述复合钝化剂的原料包括:二胺抛光剂、二胺二氢碘化物钝化剂以及溶剂。二胺抛光剂具有双胺碱性基团,基于路易斯酸碱钝化机制,通过sn-n键锚定在vi和sni缺陷位点上,表现为二胺抛光剂与sn2+之间具有强的配位作用,可以使得锡碘配合物的组成发生变化(改善了表面上4价锡与2价锡的比例,使更多更稳定优秀的2价锡存在在钙钛矿表面),从而钝化锡铅钙钛矿表面缺陷,使得锡铅钙钛矿的表面电位更加均匀分布和抑制载流子在晶界处积累;二胺二氢碘化物钝化剂处理锡铅钙钛矿表面,锡铅钙钛矿器件的串联电阻降低,分流电阻增加,器件内的电荷转移速度加快;二胺抛光剂可以增大二胺二氢碘化物钝化剂在溶剂中的溶解度,从而增强二胺抛光剂和二胺二氢碘化物钝化剂对锡铅钙钛矿的表面的协同钝化作用;二胺抛光剂对钙钛矿有着显著的抛光作用,并协同二胺二氢碘化物钝化剂消除钙钛矿中供体类深能级缺陷,因此,在二胺抛光剂化学抛光过程中引入二胺二氢碘化物钝化剂来实现对钙钛矿表面供体和受体类缺陷的协同钝化。综上,减少了锡铅钙钛矿表面的缺陷。
1.一种复合钝化剂,其特征在于,所述复合钝化剂的原料包括:二胺抛光剂、二胺二氢碘化物钝化剂以及溶剂。
2.根据权利要求1所述的复合钝化剂,其特征在于,所述二胺抛光剂包括如下至少一种:1,4-丁二胺、乙二胺、1,3-丙二胺。
3.根据权利要求1所述的复合钝化剂,其特征在于,所述二胺二氢碘化物钝化剂包括如下至少一种:乙二胺二氢碘化物、1,4-丁二胺二氢碘化物、1,3-丙二胺二氢碘化物。
4.根据权利要求1所述的复合钝化剂,其特征在于,相对于1ml的所述复合钝化剂,所述二胺抛光剂为0.05mg~0.3mg。
5.根据权利要求4所述的复合钝化剂,其特征在于,相对于1ml的所述复合钝化剂,所述二胺抛光剂为0.1mg。
6.一种权利要求1~5任意一项所述的复合钝化剂的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
7.一种钝化层,其特征在于,所述钝化层由权利要求1~5任意一项所述的复合钝化剂形成。
8.一种钙钛矿活性层,其特征在于,所述钙钛矿活性层包括钙钛矿基体以及附着于所述钙钛矿基体至少部分表面的权利要求7所述的钝化层。
9.根据权利要求8所述的钙钛矿活性层,其特征在于,所述钙钛矿活性层由所述复合钝化剂涂覆于所述钙钛矿基体至少部分表面并退火得到。
10.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述钙钛矿太阳能电池自下而上设置包括透明导电氧化物衬底、混合有机空穴传输层、权利要求8或9所述的钙钛矿活性层、电子传输层、空穴阻挡层以及电极层。