[发明专利]一种D-A体系电子传输层及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种D‑A体系电子传输层及其制备方法与应用。所述D‑A体系电子传输层，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。所述D‑A体系电子传输层用于制备反式钙钛矿太阳能电池，集钝化、吸光、传输为一体，可钝化钙钛矿薄膜的缺陷，增加光吸收，有利于电子提取及传输，进而提升反式钙钛矿太阳电池的能量转换效率。

技术领域

本发明属于有机无机杂化太阳能电池领域，具体涉及一种D-A体系电子传输层及其制备方法与应用。

背景技术

随着人类社会对能源的需求日益增加，而传统型能源的储存量日益下降，开发可持续发展的新能源是当今能源领域的重中之重。太阳电池有着取之不尽用之不竭且分布广泛的优势，成为可持续发展能源中不可取代的一部分。其中，钙钛矿太阳电池由于其制备工艺简单、成本低廉、可制备于柔性基底，带隙可调，可与硅太阳电池集成制备叠层太阳电池，因此具有潜在的应用前景。

钙钛矿薄膜在制备过程中，会在膜表面、晶界、内部等产生缺陷，大大限制钙钛矿薄膜质量，从而影响钙钛矿太阳电池的效率和稳定性。此外，钙钛矿太阳电池中，载流子的传输和提取也大大影响电池效率，其中，电子传输层对电子的提取和空穴的阻挡能力至关重要。因此，开发一种高电子提取能力的电子传输层并通过官能团的调控提高钙钛矿成膜质量的电子传输层志在必行。

目前，已有文献报道了通过特定官能团对钙钛矿薄膜进行钝化、设计新型的电子传输层的方法，但是开发具有高电子提取能力且有效钝化能力的电子传输层的研究不可或缺，为推动反式钙钛矿太阳电池与硅基太阳电池的叠层及其本身的产业化奠定基础。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种D-A体系电子传输层，该D-A体系电子传输层由用于钝化和吸光的D型分子和用于阻挡空穴传输电子的A型分子组成，两者协同作用还可额外增加光吸收，最终可改善反式钙钛矿太阳电池的性能，提高电池的能量转换效率。

本发明的另一目的在于提供上述一种D-A体系电子传输层的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述一种D-A体系电子传输层的应用。

本发明的再一目的在于提供一种含上述D-A体系电子传输层的反式钙钛矿太阳能电池及其制备方法。所述D-A体系电子传输层有效提高反式钙钛矿太阳电池的能量转换效率。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种D-A体系电子传输层，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。

优选地，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。

优选地，所述D型分子和A型分子的质量比为0.015：15。

所述D-A体系电子传输层中的D型分子和A型分子协同作用增加光吸收。

上述一种D-A体系电子传输层的制备方法，包括以下步骤：

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。

优选地，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。

优选地，所述有机溶剂为氯苯、氯仿和二氯苯中的至少一种。

优选地，所述旋涂的转速为1000～4000rpm，旋涂时间为20～40s。

上述一种D-A体系电子传输层的应用。