[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池光阳极的退火方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池光阳极的退火方法。

背景技术

经过几年的快速发展，钙钛矿太阳能电池虽然已经取得20％以上效率，但距其50％的理论效率还有很大的差距，在空气中不稳定也是制约钙钛矿太阳能电池走向实际应用的瓶颈之一。限制电池效率提升的原因有钙钛矿与其它传输层的界面电荷复合，缺乏更高效的载流子传输材料，空气中湿度、紫外光的影响等，吸光剂材料本身的缺陷也是影响钙钛矿电池效率的主要因素之一，人们尝试用各种方法去改善钙钛矿的形貌，取得了非常有效的成果。

钙钛矿的退火是影响钙钛矿形貌的因素之一，在传统的退火过程中晶体中残留的溶剂、未反应的甲基碘化胺会随着温度的升高而逐渐挥发掉，因此有人试图用辐射退火法，程序退火法来控制残留溶剂和甲基碘化胺的挥发速度，有效的控制了钙钛矿的形貌；还有人采用溶剂辅助退火法，指在退火的过程中加入少量的DMF、异丙醇等溶剂来退火，也能有效地改善钙钛矿的形貌。

虽然这些方法均能改善钙钛矿的形貌，但是传统退火、辐射退火和程序退火方法直接将溶剂和未反应物从钙钛矿晶体内部和表面赶走，不能有效地利用这些晶体内部和表面的残留物，而溶剂辅助退火法需要严格控制加入溶剂的量，过少达不到改善形貌的效果，过多会对晶体产生相反的影响。

发明内容

本发明是为了解决目前钙钛矿太阳能电池阳极的退火方法不能有效控制钙钛矿晶体的形貌、缺陷较多和晶体内部反应物残留过度的技术问题，而提供一种钙钛矿太阳能电池光阳极的退火方法。

本发明的一种钙钛矿太阳能电池光阳极的退火方法是按以下步骤进行的：

当钙钛矿太阳能电池光阳极在加热台上进行加热退火时，钙钛矿太阳能电池光阳极的钙钛矿吸光剂层直接接触加热台，在退火温度为30℃～170℃的条件下退火处理5min～30min；所述的钙钛矿太阳能电池光阳极从上至下依次为导电玻璃层、电子传输层和钙钛矿吸光剂层。

本发明的退火的升温方式可以采用直接升温退火或程序升温退火。

直接升温退火是指将钙钛矿太阳能电池阳极放在加热台上加热退火，将退火温度直接升温到目标温度，开始计时，计时结束后，冷却。

程序升温退火指将钙钛矿太阳能电池阳极放在加热台上，按一定的时间间隔缓慢升高加热温度，直到目标温度，并且计时，计时结束后，冷却。

本发明的钙钛矿太阳能电池阳极的退火方法和现有的退火方法相比采用倒置放置的退火方式，本发明在退火时钙钛矿太阳能电池光阳极的钙钛矿吸光剂层在最下面直接接触加热台，从下至上依次是钙钛矿吸光剂层、电子传输层和导电玻璃。

本发明的优点在于：

本发明的钙钛矿光阳极在退火过程中，能有效利用残留在钙钛矿吸光剂晶体内部和表面的溶剂蒸气和未反应物，促进钙钛矿晶体形貌的改善，减少晶体内部残留反应物造成的缺陷，又不会导致溶剂辅助退火法因过量溶剂对晶体的破坏。

附图说明

图1为本发明的方法在退火时的示意图，1为导电玻璃，2为电子传输层，3为钙钛矿吸光剂层，4为加热台；

图2是试验一得到的钙钛矿太阳能电池阳极的SEM图；

图3是试验二得到的钙钛矿太阳能电池阳极的SEM图；

图4是电池效率对比图，曲线1是试验二组装的电池的I-V结果谱图，曲线2是试验一组装的电池的I-V结果谱图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式为一种钙钛矿太阳能电池阳极的退火方法，具体是按以下步骤进行的：

当钙钛矿太阳能电池光阳极在加热台上进行加热退火时，钙钛矿太阳能电池光阳极的钙钛矿吸光剂层直接接触加热台，在退火的温度为30℃～170℃的条件下退火处理5min～30min；所述的钙钛矿太阳能电池光阳极从上至下依次为导电玻璃层、电子传输层和钙钛矿吸光剂层。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述的导电玻璃为FTO导电玻璃。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是：所述的导电玻璃为ITO导电玻璃。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三的不同点是：在退火的温度为100℃的条件下退火处理30min。其他与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至三的不同点是：在退火的温度为130℃的条件下退火处理20min。其他与具体实施方式一至三相同。

通过以下试验验证本发明的有益效果：