[发明专利]一种D-A体系电子传输层及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种D-A体系电子传输层，其特征在于，由D型分子和A型分子制备而成，其中D型分子和A型分子的质量比为(0.0075～0.25)：(10～20)，所述D型分子用于钝化和吸光，A型分子用于阻挡空穴传输电子。

2.根据权利要求1所述一种D-A体系电子传输层，其特征在于，所述D型分子为PTB7、PTB7-Th和PM6中的至少一种；所述A型分子为PC61BM、PC71BM和C60中的至少一种。

3.权利要求1～2任一项所述一种D-A体系电子传输层的制备方法，其特征在于，将D型分子和A型分子溶于有机溶剂中，混合均匀，旋涂于钙钛矿膜上，得到D-A体系电子传输层。

4.根据权利要求3所述一种D-A体系电子传输层的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂中A型分子的浓度为10～20mg/ml，D型分子的浓度为0.0075～0.25mg/ml；所述旋涂的转速为1000～4000rpm，旋涂时间为20～40s。

5.权利要求1～2任一项所述一种D-A体系电子传输层的应用。

6.一种反式钙钛矿太阳能电池，其特征在于，自下而上依次包括：ITO衬底、空穴传输层、钙钛矿活性层、D-A体系电子传输层、缓冲层和电极层，所述D-A体系电子传输层为权利要求1～2任一项所述的D-A体系电子传输层。

7.根据权利要求6所述一种反式钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述D-A体系电子传输层的厚度为20nm；所述空穴传输层为PTAA，其厚度为8nm；所述钙钛矿活性层为FAPbI₃/MAPbBr₃/CsI，其厚度为500nm；所述缓冲层为2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲，其厚度为6nm；所述电极层为Ag，其厚度为90～110nm；所述钙钛矿活性层中，FAPbI₃与MAPbBr₃的摩尔比为1.3：0.18，CsI占FAPbI₃与MAPbBr₃总质量的3～7％。

8.权利要求6～7任一项所述一种反式钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对ITO衬底进行处理；

(2)将PTAA溶液旋涂在ITO衬底上，然后退火处理，得到空穴传输层；

(3)将FAPbI₃溶液、MAPbBr₃溶液和CsI混合得到钙钛矿前驱体溶液，将钙钛矿前驱体溶液旋涂在空穴传输层上，在钙钛矿前驱体溶液旋涂的最后5～10s内，同时旋涂一层反溶剂，然后在退火处理，得到钙钛矿活性层；

(4)将A型分子和D型分子的混合溶液旋涂在钙钛矿活性层上，得到D-A体系电子传输层，将BCP饱和溶液旋涂在D-A体系电子传输层上，得到缓冲层；

(5)在缓冲层上蒸镀Ag，得到反式钙钛矿太阳能电池。

9.根据权利要求9所述一种反式钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述钙钛矿前驱体溶液中，CsI占FAPbI₃与MAPbBr₃总质量的3～7％，FAPbI₃的浓度为1.3mol/L，MAPbBr₃的浓度为0.18mol/L；所述钙钛矿前驱体溶液旋涂的转速为3000～5000rpm，时间为30～40s；所述反溶剂的旋涂转速为3000～5000rpm，时间为5～10s s；

步骤(4)所述A型分子和D型分子的混合溶液中，A型分子的浓度为10～20mg/ml，D型分子的浓度为0.0075～0.25mg/ml；所述A型分子和D型分子的混合溶液的旋涂转速为1000～4000rpm，旋涂时间为20～40s。

10.根据权利要求9所述一种反式钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述PTAA溶液的浓度为0.5～3mg/ml；所述旋涂的转速为5000～6000rpm，旋涂的时间为30s；步骤(3)所述反溶剂为乙酸乙酯；步骤(4)所述BCP饱和溶液的旋涂转速为3000～5000rpm，旋涂时间为20～40s；步骤(2)所述退火处理的温度为120℃，时间为15min；步骤(3)所述退火处理的温度为100℃，时间为15min。