[发明专利]一种修饰CsPbI3

说明书

本发明涉及一种修饰CsPbI₃量子点钙钛矿太阳能电池的方法，属于太阳能电池领域。本发明以CsPbI₃量子点制备钙钛矿太阳能电池,并采用导电高分子聚合物，如聚吡咯、聚乙炔、聚苯乙炔、聚苯撑乙炔、聚对苯撑、聚噻吩、聚苯胺等进行界面修饰。此方法利用聚合物共轭导电的特点,提高电池内部载流子迁移率，同时降低光生载流子复合率。导电高分子聚合物与CsPbI₃量子点协同作用，提高CsPbI₃量子点钙钛矿太阳能电池开路电压和短路电流，增强光电转换效果。导电聚合物的修饰也可以钝化CsPbI₃量子点表面，减少电子在传输过程中的损失,加强量子点的耦合。此方法可增大电池的吸收光谱范围，提高其稳定性，可明显提高器件质量。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及导电高分子聚合物作为修饰材料对CsPbI₃量子点钙钛矿太阳能电池的量子点钙钛矿层进行修饰的方法。

背景技术

随着现代工业的发展，人口的增多，能源问题成为需要迫切解决的问题。而我们现在的能源来源还主要是化石燃料，其储量有限，且会带来环境污染。所以，寻找开发利用清洁能源刻不容缓。太阳能作为新能源之一，可源源不断取用，而利用太阳能的有效方法之一就是通过太阳能电池将光能转化为电能。

目前市场上的太阳能电池主要是由单晶硅组成的器件，但制备高纯硅吸收层需要高温，制备技术复杂且成本高。而钙钛矿太阳能电池相对成本低，且被预测最终达到的效率较高，可实现工业化大规模生产。近年来，钙钛矿太阳能电池发展迅速，其光电转化效率已增长到25.2％，将其产业化指日可待。钙钛矿太阳能电池按钙钛矿层组成主要分为有机、有机-无机杂化、全无机钙钛矿太阳能电池三类。其中，全无机钙钛矿太阳能电池具有高温稳定的特性。铅卤钙钛矿材料因具有优异的光电性能、溶液处理特性而受到广泛关注。立方结构的CsPbI3的带隙为1.73eV，在全无机铅卤钙钛矿电池中最窄，最适合作为光伏器件的材料。而室温下，薄膜状的CsPbI₃易转变为斜方晶系结构，这种结构的半导体的带隙为2.82eV，无法吸收太阳光作为光伏器件。所以，保持CsPbI₃的立方结构至关重要。

CsPbI₃量子点就可稳定其钙钛矿结构的的立方相。Swarnkar等人第一次合成了α-CsPbI3量子点，其在室温下，可在数月内保持相稳定。他们也制备了太阳能电池，其开路电压为1.23V，效率为10.77％。

之后，科研工作者开始研究提高CsPbI₃量子点钙钛矿太阳能电池的方法，也取得了一定进展。然而器件性能仍较低，处于初始发展阶段，效率依然无法达到商业化的要求，还有很大的提升空间。因此，开发提高CsPbI₃量子点太阳能电池性能的方法意义重大。

发明内容

为弥补现有方法的不足之处，本发明旨在提供一种使用导电高分子聚合物作为修饰材料对CsPbI₃量子点钙钛矿太阳能电池的量子点钙钛矿层进行修饰的方法，以简单的操作和较低的成本提升钙钛矿太阳能电池的性能。

本发明利用了导电高分子聚合物共轭导电的特点,可提高电池内部载流子的迁移率，同时降低光生载流子的复合率。因此，导电高分子聚合物与CsPbI₃量子点协同作用，可提高钙钛矿量子点太阳能电池的开路电压和短路电流，增强光电转换效果。导电聚合物的修饰也可以钝化量子点表面，减少电子在传输过程中的损失，加强量子点的耦合。该修饰方法还可增大电池的吸收光谱范围,提高其稳定性,可明显提高器件质量。

本发明的一种修饰量子点钙钛矿太阳能电池的方法，为使用导电高分子聚合物作为修饰材料对量子点钙钛矿太阳能电池的量子点钙钛矿层进行修饰的方法，具体修饰步骤如下：

(1)在导电高分子聚合物中加入有机溶剂，加热下搅拌，直至溶解；

(2)将步骤(1)中溶解的导电高分子聚合物，进行过滤，保留滤液待用；