[发明专利]一种利用苯基硫脲双功能添加剂提高钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的方法

说明书

一种利用苯基硫脲双功能添加剂提高钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的方法，该钙钛矿太阳能电池包括FTO玻璃基片、TiO₂致密层、TiO₂介孔层、CsPbIBr₂钙钛矿膜层和碳电极，CsPbIBr₂钙钛矿膜层制备如下：将PbBr₂与CsI在溶于二甲基亚砜中，然后加入苯基硫脲溶解，得到前驱体溶液；在FTO玻璃片表面制备TiO₂致密层和TiO₂介孔层，预热，采用旋涂法将前驱体溶液旋涂到其TiO₂介孔层表面，然后在150℃～300℃下，热处理，形成CsPbIBr₂钙钛矿膜层。优点是：方法简单，容易操作，通过提高CsPbIBr₂钙钛矿膜的质量和稳定性，制备稳定的高效率CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池。

技术领域

本发明涉及一种利用苯基硫脲双功能添加剂提高钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的方法，特别涉及一种利用苯基硫脲双功能添加剂提高无机CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的方法。

背景技术

无机CsPbIBr₂钙钛矿由于具有较高的稳定性和2.03eV合适的带隙，被认为是一种较有前景的太阳能电池吸光材料，可广泛应用于叠层和半透明太阳能电池。2016年，采用双源热蒸发法制备的CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池光电转换效率为4.7％。同年，采用喷涂溶液沉积法制备的CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池效率达到6.3％。2018年，Zhu等采用分子交换法制备了致密的CsPbIBr₂钙钛矿膜，所组装的碳基CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池的光电转换效率达到9.16％。2021年，Tang等在碳基CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池中引入(NiCo)_1-yFe_yO_x/氧化石墨混合体系以提高空穴分离和传输效率，使碳基CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池的效率提高到10.95％。

虽然，CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池的研究取得了较大的进展，但其效率还明显偏低，与理论值相比还有较大差距。CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池光电转换效率偏低的一个关键原因是所制备的CsPbIBr₂钙钛矿膜质量较差，存在大量的缺陷，从而在CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池内引起严重的电荷复合。同时，CsPbIBr₂钙钛矿膜易受水汽的影响发生相变，这也降低了CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池的性能。因此，提高CsPbIBr₂钙钛矿膜质量和稳定性成为进一步提高CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用苯基硫脲双功能添加剂提高钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的方法，方法简单，容易操作，通过提高CsPbIBr₂钙钛矿膜的质量和稳定性，制备稳定的高效率CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池。

本发明的技术方案是：

一种利用苯基硫脲双功能添加剂提高钙钛矿太阳能电池光电性能和稳定性的方法，所述钙钛矿太阳能电池包括FTO玻璃基片，在FTO玻璃基片上依次设有TiO₂致密层、TiO₂介孔层、CsPbIBr₂钙钛矿膜层和碳电极，其特殊之处在于：所述CsPbIBr₂钙钛矿膜层的制备过程如下：

(1)配制CsPbIBr₂钙钛矿前驱体溶液