【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鈣鈦礦太陽能電池，特別涉及一種調控鈣鈦礦成核結晶全過程中碘化鉛分布的方法及制備鈣鈦礦太陽能電池的方法。
技術介紹
1、有機-無機金屬鹵素鈣鈦礦由于高吸光系數，低激子結合能，長載流子壽命，帶隙可調等優異光電特性而被廣泛研究，在過去十幾年中，光電轉換效率實現了從3.8％到26％的飛速發展。但是，目前鈣鈦礦研究受限于多晶生長的固有限制，表面存在大量缺陷，導致載流子提取、傳輸效率低。外界環境中的光照，潮濕等對器件造成的負面影響，導致缺陷處會引起快速降解，造成器件的穩定性問題。此外，碘化鉛的隨機分布也會導致缺陷的大量存在，缺陷會在器件運行過程中導致非輻射復合損失，降低器件效率以及穩定性。
2、目前解決上述問題使用主要方法為體相添加劑，提升活性層結晶質量，降低缺陷密度，而現有文獻中也記載了解決碘化鉛分布方法，但是，現有技術文獻中并未記載碘化鉛管理的具體過程及流程。因此，碘化鉛的調控過程以及晶體質量提升的方法需要進一步研究。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術的目的在于提供一種調控鈣鈦礦成核結晶全過程中碘化鉛分布的方法及制備鈣鈦礦太陽能電池的方法。
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：
3、一種調控鈣鈦礦成核結晶全過程中碘化鉛分布的方法，通過在鈣鈦礦層成核結晶全過程中添加叔丁基甲脒鹽酸鹽(tba)實現對碘化鉛分布的調控。
4、具體為：叔丁基甲脒鹽酸鹽(tba)添加到鈣鈦礦前驅體溶液中，形成二維鈣鈦礦籽晶，然后
5、一種所述的方法制備鈣鈦礦多晶薄膜，通過所述方法，將叔丁基甲脒鹽酸鹽加入鈣鈦礦前驅體制備鈣鈦礦多晶薄膜。
6、將叔丁基甲脒鹽酸鹽溶解在dmf與dmso的混合溶液中，然后添加到鈣鈦礦前驅體溶液中；將上述混合溶液在基底表面進行旋涂，然后退火形成鈣鈦礦多晶薄膜。
7、一種所述的鈣鈦礦多晶薄膜用于制備鈣鈦礦太陽能電池的方法，鈣鈦礦太陽能電池從下至上依次為導電玻璃基底/電子傳輸層/所述的鈣鈦礦多晶薄膜/鈍化層/空穴傳輸層/金屬電極。
8、具體為：
9、s1、清洗透明導電基底并使用氮氣槍干燥，先經過plasma處理導電基底，在透明基底表面旋涂一層電子傳輸層，最后進行退火處理；
10、s2、將鈣鈦礦前驅體原料溶解于混合溶劑，并且通過渦旋振蕩器溶解至澄清，得到鈣鈦礦前驅體溶液；
11、s3、將叔丁基甲脒鹽酸鹽溶解在dmf與dmso的混合溶液中，然后添加到s2的鈣鈦礦前驅體溶液中，得混合溶液；
12、s4、將s1制得的含有電子傳輸層的導電基底表面滴加s3的混合溶液進行旋涂，在倒數第10s時滴加反溶劑；旋涂結束后退火形成鈣鈦礦多晶薄膜的導電基底；
13、s5、將s4的帶有鈣鈦礦多晶薄膜的導電基底冷卻到室溫后，再于薄膜表面鋪展一層苯乙基碘化銨(peai)的異丙醇溶液，于鈣鈦礦表面制得鈍化層；
14、s6、在s5的鈍化層表面再沉積一層空穴傳輸材料；
15、s7、將金屬作為電極，沉積在s6的基底上，即獲得鈣鈦礦太陽能電池。
16、所述s1中的導電基底為fto；電子傳輸層為sno2；旋涂條件為：3wt％的sno2膠體，以轉速3700rpm旋涂30s；退火條件為退火時間30min，溫度為150℃。
17、所述s2中鈣鈦礦前驅體原料為碘化銫(csi)、氯甲胺(macl)、碘甲胺(mai)、碘甲脒(fai)、碘化鉛(pbi2)按照摩爾比0.05：0.20：0.10：1.40：1.68混合；混合溶劑為dmf與dmso按體積比為4：1的比例混合獲得。
18、所述s3中叔丁基甲脒鹽酸鹽的添加濃度為0.4mg/ml。
19、所述s4中反溶劑為乙酸乙酯，鈣鈦礦前驅體物質的量濃度為1.68m。
20、所述s5苯乙基碘化銨(peai)的異丙醇溶液濃度為2.0-2.5mg/ml。
21、所述s6中的空穴傳輸層為spiro-ometad，每1ml氯苯中含有80-100mg的spiro-ometad粉末、25-30μl的四叔丁基吡啶溶液、10-20μl的溶有雙-三氟甲烷磺酰亞胺鋰的乙腈溶液和10-20μl的溶有fk209?co(iii)tfsi的乙腈溶液。
22、所述s7將老化完成的鈣鈦礦器件放入規格適配的掩膜版內，使用真空鍍膜機，在至少1×10-7pa的高真空條件下，以的速率蒸鍍8nm氧化鉬以及100nm銀電極，即可得到制備完成的鈣鈦礦太陽能電池。
23、本專利技術的原理：
24、為解決和鈣鈦礦成核結晶不受控過程，本專利技術通過在鈣鈦礦前驅體溶液中引入叔丁基甲脒鹽酸鹽(tba)，可以實現對碘化鉛分布的調控，進而可以提升鈣鈦礦的結晶質量，此外，在退火過程中，叔丁基甲脒或其構成的二維鈣鈦礦，將富集在晶界處，抑制鈣鈦礦的分解，固化晶界，實現鈣鈦礦晶粒表面出現垂直取向的碘化鉛片狀晶體。因此由于鈣鈦礦結晶質量得到提升，晶界得到鈍化，碘化鉛分布得到調控，使得器件效率以及穩定性得到有效提升。
25、與現有技術相比，本專利技術具有的有益效果為：
26、本專利技術通過叔丁基甲脒鹽酸鹽(tba)的添加，成功調控了鈣鈦礦層的成核結晶過程，實現了晶界鈍化以及碘化鉛的調控，而且本專利技術提出了碘化鉛全程調控的具體方法，研究了由于tba的添加以及tba與碘化鉛的強相互作用，通過全過程的碘化鉛管理，實現了鈣鈦礦結晶質量的提升，晶界的管理，以及殘余碘化鉛的調控，最終實現了器件效率以及穩定性的提升。
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1.一種調控鈣鈦礦成核結晶全過程中碘化鉛分布的方法，其特征在于：通過在鈣鈦礦層成核結晶全過程中添加叔丁基甲脒鹽酸鹽(TBA)實現對碘化鉛分布的調控。
2.根據權利要求1所述的調控鈣鈦礦成核結晶全過程中碘化鉛分布的方法，其特征在于：叔丁基甲脒鹽酸鹽(TBA)添加到鈣鈦礦前驅體溶液中，形成二維鈣鈦礦籽晶，然后通過在結晶過程對于鈣鈦礦晶界的鈍化，實現調控碘化鉛的分布以及取向；其中，叔丁基甲脒鹽酸鹽的添加濃度為0.4mg/ml。
3.一種權利要求1所述的方法制備鈣鈦礦多晶薄膜，其特征在于：通過權利要求1的方法，將叔丁基甲脒鹽酸鹽加入鈣鈦礦前驅體制備鈣鈦礦多晶薄膜。
4.根據權利要求3所述的鈣鈦礦多晶薄膜，其特征在于：將叔丁基甲脒鹽酸鹽溶解在DMF與DMSO的混合溶液中，然后添加到鈣鈦礦前驅體溶液中；將上述混合溶液在基底表面進行旋涂，然后退火形成鈣鈦礦多晶薄膜。
5.一種權利要求3所述的鈣鈦礦多晶薄膜用于制備鈣鈦礦太陽能電池的方法，其特征在于：鈣鈦礦太陽能電池從下至上依次為導電玻璃基底/電子傳輸層/權利要求3所述的鈣鈦礦多晶薄膜/鈍化層/空穴
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：S1中的導電基底為FTO；電子傳輸層為SnO2；旋涂條件為：轉速3700rpm，旋涂時間30s；退火條件為退火時間30min，溫度為150℃。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：S2中鈣鈦礦前驅體原料為碘化銫(CsI)、氯甲胺(MACl)、碘甲胺(MAI)、碘甲脒(FAI)、碘化鉛(PbI2)按照摩爾比0.05：0.20：0.10：1.40：1.68混合；混合溶劑為DMF與DMSO按體積比為4：1的比例混合獲得。
9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：S3中叔丁基甲脒鹽酸鹽的添加濃度為0.4mg/ml。
10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：所述S6中的空穴傳輸層為Spiro-OMeTAD，每1mL氯苯中含有80-100mg的Spiro-OMeTAD粉末、25-30μL的四叔丁基吡啶溶液、10-20μL的溶有雙-三氟甲烷磺酰亞胺鋰的乙腈溶液和10-20μL的溶有FK209Co(III)TFSI的乙腈溶液。
...【技術特征摘要】
1.一種調控鈣鈦礦成核結晶全過程中碘化鉛分布的方法，其特征在于：通過在鈣鈦礦層成核結晶全過程中添加叔丁基甲脒鹽酸鹽(tba)實現對碘化鉛分布的調控。
2.根據權利要求1所述的調控鈣鈦礦成核結晶全過程中碘化鉛分布的方法，其特征在于：叔丁基甲脒鹽酸鹽(tba)添加到鈣鈦礦前驅體溶液中，形成二維鈣鈦礦籽晶，然后通過在結晶過程對于鈣鈦礦晶界的鈍化，實現調控碘化鉛的分布以及取向；其中，叔丁基甲脒鹽酸鹽的添加濃度為0.4mg/ml。
3.一種權利要求1所述的方法制備鈣鈦礦多晶薄膜，其特征在于：通過權利要求1的方法，將叔丁基甲脒鹽酸鹽加入鈣鈦礦前驅體制備鈣鈦礦多晶薄膜。
4.根據權利要求3所述的鈣鈦礦多晶薄膜，其特征在于：將叔丁基甲脒鹽酸鹽溶解在dmf與dmso的混合溶液中，然后添加到鈣鈦礦前驅體溶液中；將上述混合溶液在基底表面進行旋涂，然后退火形成鈣鈦礦多晶薄膜。
5.一種權利要求3所述的鈣鈦礦多晶薄膜用于制備鈣鈦礦太陽能電池的方法，其特征在于：鈣鈦礦太陽能電池從下至上依次為導電玻璃基底/電子傳輸層/權利要求3所述的鈣鈦礦多晶薄膜/鈍化層/空穴傳輸...
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