【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及鈣鈦礦電池，尤其涉及一種鈣鈦礦活性層的制備方法及鈣鈦礦電池和鈣鈦礦材料。
技術(shù)介紹
1、鈣鈦礦材料由于其優(yōu)異的光電性能，包括高光吸收系數(shù)、可調(diào)帶隙、高載流子遷移率、雙極載流子輸運(yùn)、低激子結(jié)合能，以及溶液可加工性和低成本，在世界范圍內(nèi)引起了越來(lái)越多的興趣，在過(guò)去的十年中，以鈣鈦礦為吸光層的太陽(yáng)能電池發(fā)展迅速，單節(jié)效率已超26％。然而，目前高效率的正式器件會(huì)因?yàn)椴豢苫蛉钡膿诫sspiro-ome空穴傳輸層而導(dǎo)致穩(wěn)定性下降，相比之下，倒置器件具有更簡(jiǎn)單的器件結(jié)構(gòu)和更多的htl材料選擇，有機(jī)空穴材料有聚(3，4-乙撐二氧噻吩)(苯乙烯磺酸鹽)和ptaa等，只不過(guò)會(huì)遭受光和熱誘導(dǎo)的降解，此外常用的無(wú)機(jī)niox空穴傳輸材料會(huì)與鈣鈦礦反應(yīng)并引起界面分解，因此，亟需研發(fā)一種能發(fā)揮空穴傳輸層效果的新的自組裝材料，用于制備鈣鈦礦電池，改善鈣鈦礦器件的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于
技術(shù)介紹
，本專(zhuān)利技術(shù)的主要目的在于提供一種鈣鈦礦活性層的制備方法及鈣鈦礦電池和鈣鈦礦材料。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種鈣鈦活性層的制備方法，包括以下步驟：
3、將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液涂覆到基材的表面形成所述鈣鈦礦活性層；
4、所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中含有自組裝小分子；
5、所述自組裝小分子包括以下結(jié)構(gòu)式：
6、
7、在本專(zhuān)利技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述自組裝小分子的制備方法包括以下步驟：
8、將正丁基鋰、三異丙基硅基乙炔溶解到四氫
9、所述混合物和所述化合物a溶液混合，經(jīng)加熱反應(yīng)得到反應(yīng)物，所述反應(yīng)物經(jīng)過(guò)萃取、去除溶劑得到粗固體；
10、將所述粗固體溶解于有機(jī)溶劑中，并加入醋酸和二水合氯化錫溶液，攪拌反應(yīng)、過(guò)濾得到固體產(chǎn)物；
11、將所述固體產(chǎn)物溶于有機(jī)溶劑中，并經(jīng)過(guò)洗滌、干燥、純化得到所述自組裝小分子；
12、所述化合物a為五苯-6,13-醌，具有以下結(jié)構(gòu)式：
13、
14、在本專(zhuān)利技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述正丁基鋰滴、三異丙基硅基乙炔和化合物a的摩爾比為(30.5～50.5)：(30.2～50.2)：(6.2～26.2)。
15、在本專(zhuān)利技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述混合物在0℃下保存40min～60min后再和所述化合物a溶液混合；
16、和/或，所述化合物a和所述混合物混合前的溫度為0℃；
17、和/或，所述加熱反應(yīng)的溫度為25℃～30℃；
18、和/或，所述加熱反應(yīng)的時(shí)間為12h～15h；
19、和/或，所述混合物和所述化合物a溶液混合，經(jīng)加熱反應(yīng)并淬滅反應(yīng)后得到反應(yīng)物，用鹽酸完成所述淬滅反應(yīng)；
20、和/或，所述萃取包括萃取劑，所述萃取劑包括chcl3；
21、和/或，通過(guò)旋蒸法和/或過(guò)濾法去除所述溶劑得到所述粗固體。
22、在本專(zhuān)利技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述醋酸的質(zhì)量濃度為50％；
23、和/或，每50ml質(zhì)量濃度為50％的醋酸中含有9.2g～12g的二水合氯化錫；
24、和/或，所述攪拌反應(yīng)的溫度為25℃～30℃；
25、和/或，所述攪拌反應(yīng)的時(shí)間為20h～24h。
26、在本專(zhuān)利技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述洗滌包括洗滌劑，所述洗滌劑包括飽和碳酸氫鈉；
27、和/或，所述干燥包括干燥劑，所述干燥劑包括無(wú)水硫酸鎂；
28、和/或，所述提純包括淋洗劑，所述淋洗劑包括正己烷和二氯甲烷。
29、在本專(zhuān)利技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中自組裝小分子的添加量為(0.3～10)mg/ml。
30、本專(zhuān)利技術(shù)還提供一種鈣鈦礦電池，所述鈣鈦礦電池包括如上所述鈣鈦礦活性層的制備方法制備得到的鈣鈦礦活性層。
31、在本專(zhuān)利技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述鈣鈦礦電池還包括透明導(dǎo)電氧化物層，所述鈣鈦礦活性層設(shè)于所述透明導(dǎo)電氧化物層的表面。
32、在本專(zhuān)利技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述鈣鈦礦電池自下而上依次包括透明導(dǎo)電氧化物層、鈣鈦礦活性層、電子傳輸層和背電極層。
33、本專(zhuān)利技術(shù)還提供一種鈣鈦礦材料，應(yīng)用于鈣鈦礦電池，所述鈣鈦礦材料包括自組裝小分子，所述自組裝小分子包括以下結(jié)構(gòu)式：
34、
35、本專(zhuān)利技術(shù)所能實(shí)現(xiàn)的有益效果：
36、本專(zhuān)利技術(shù)在制備鈣鈦礦電池的鈣鈦礦活性層時(shí)，在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中添加了自組裝小分子6,13-雙(三異丙基硅基乙炔基)五苯(tipsp)，可以制備得到免預(yù)沉積空穴層型的鈣鈦礦電池，tipsp中荊棘狀的三異丙基硅基造成的空間位阻和5個(gè)苯環(huán)能提供的較大共軛平面，使得該分子可以從前驅(qū)體溶液中有序地被擠出到晶界和薄膜底面，同時(shí)通過(guò)炔基將苯環(huán)與三異丙基硅基相連，使得該分子有著均衡的電荷分布，從而誘導(dǎo)該分子有著嚴(yán)密的堆疊與有利的排布取向，能在鈣鈦礦活性層的埋底界面形成一層有序、超薄的空穴傳輸層，鈍化鈣鈦礦活性層的界面，改善鈣鈦礦活性層的界面接觸，如此不僅能減少空穴傳輸過(guò)程中的能量損失，提供優(yōu)越的電荷運(yùn)輸和電荷提取能力，使鈣鈦礦電池獲得較佳的器件性能，而且可以不再額外制備空穴傳輸層，優(yōu)化了鈣鈦礦電池的制備工藝。
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1.一種鈣鈦活性層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鈣鈦礦活性層的制備方法，其特征在于，所述自組裝小分子的制備方法包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鈣鈦礦活性層的制備方法，其特征在于，所述正丁基鋰、三異丙基硅基乙炔和化合物A的摩爾比為(30.5～50.5)：(30.2～50.2)：(6.2～26.2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述鈣鈦礦活性層的制備方法，其特征在于，所述混合物在0℃下保存40min～60min后再和所述化合物A溶液混合；
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述鈣鈦礦活性層的制備方法，其特征在于，所述醋酸的質(zhì)量濃度為50％；
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述鈣鈦礦活性層的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中自組裝小分子的添加量為(0.3～10)mg/ml。
7.一種鈣鈦礦電池，其特征在于，所述鈣鈦礦電池包括權(quán)利權(quán)利要求1至6所述鈣鈦礦活性層的制備方法制備得到的鈣鈦礦活性層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述鈣鈦礦電池還包括透明導(dǎo)電氧化物層，所述鈣
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述鈣鈦礦電池自下而上依次包括透明導(dǎo)電氧化物層、鈣鈦礦活性層、電子傳輸層和背電極層。
10.一種鈣鈦礦材料，應(yīng)用于鈣鈦礦電池，其特征在于，所述鈣鈦礦材料包括自組裝小分子，所述自組裝小分子包括以下結(jié)構(gòu)式：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鈣鈦活性層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鈣鈦礦活性層的制備方法，其特征在于，所述自組裝小分子的制備方法包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鈣鈦礦活性層的制備方法，其特征在于，所述正丁基鋰、三異丙基硅基乙炔和化合物a的摩爾比為(30.5～50.5)：(30.2～50.2)：(6.2～26.2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述鈣鈦礦活性層的制備方法，其特征在于，所述混合物在0℃下保存40min～60min后再和所述化合物a溶液混合；
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述鈣鈦礦活性層的制備方法，其特征在于，所述醋酸的質(zhì)量濃度為50％；
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述鈣鈦礦活...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
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