[发明专利]一种富勒烯衍生物、其制备方法及应用

说明书

本发明提供一种富勒烯衍生物、其制备方法及应用。本发明富勒烯衍生物的修饰应用于钙钛矿太阳能电池制备，有效地钝化了缺陷以及在界面处促进了更有效的电荷抽取，可以使得电子的传输能力更强，进而提高器件的短路电流和功率转化效率，并且.本发明富勒烯衍生物的产率高、成本低，在钙钛矿太阳能电池制备中，可取代常规的PCBM作为新的界面修饰材料。

技术领域

本发明属于有机无机杂化半导体薄膜太阳能电池领域，尤其涉及一种富勒烯衍生物、其制备方法及应用。

背景技术

钙钛矿型太阳能电池虽然在能量转化效率方面拥有着巨大的优势，但仍然存在着许多问题亟待解决，如电池的稳定性、电池的寿命等等。为了推动钙钛矿太阳能电池的效率接近它的极限值，有必要进一步研究并消除钙钛矿吸光层和电子传输层缺陷的问题，在提高效率的同时去提高器件的稳定性。提高该钙钛矿太阳能电池器件效率和稳定性是一种机遇和挑战，通过界面工程来解决这个问题也为推动钙钛矿太阳能电池的发展增添了助力。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种富勒烯衍生物、其制备方法及应用。

一种富勒烯衍生物，其特征在于，其结构式为：

其中R为Cl或-CH₃。

一种所述的富勒烯衍生物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1)：依次将富勒烯、肉桂醛、高氯酸镁按摩尔比为1:10:10:4加入到邻二氯苯溶剂中；其中R为Cl或-CH₃；

步骤2)：在180℃的条件下冷凝回流60min，得到所述的富勒烯衍生物；

步骤3)：采用柱层层析法分离出所述富勒烯衍生物。

一种所述富勒烯衍生物的应用，其特征在于，其应用为对钙钛矿太阳能电池的电子传输层和钙钛矿吸光层之间的界面进行修饰。

所述富勒烯衍生物的应用，其特征在于，包含如下步骤：

步骤a)：将导电玻璃基底用去离子水、乙醇、异丙醇依次分别超声清洗并烘干，接着用紫外光照射处理；

步骤b)：在导电玻璃基底上制作电子传输层；

步骤c)：在步骤b)得到的电子传输层上旋涂所述富勒烯衍生物，退火处理后形成界面修饰层；

步骤d)：在步骤c)得到的界面修饰层上制作钙钛矿薄膜，作为钙钛矿吸光层；

步骤e)：在所述钙钛矿吸光层上制作空穴传输层；

步骤f)：在所述空穴传输层上真空蒸镀金属电极，至此完成钙钛矿太阳能电池器件的制备。

进一步，所述富勒烯衍生物的应用，其特征在于，包含如下步骤：

步骤a)：将导电玻璃基底用去离子水、乙醇、异丙醇依次分别超声清洗10min，烘干后，用紫外光照射处理10-15min；

步骤b)：以3000rpm的转速旋涂40μL浓度10mg/mL的TiO₂溶液在导电玻璃基底上，旋涂时间持续40s，之后，在150℃下热处理30min，得到TiO₂薄膜层，作为电子传输层；

步骤c)：将所述富勒烯衍生物溶解于二硫化碳溶剂中配置成浓度为3mg/mL-5mg/mL的溶液，然后取30μL以4000rpm-6000rpm的转速旋涂于电子传输层上，旋涂时间持续30s，随后100℃退火处理10min，形成界面修饰层；