本發(fā)明屬于鈣鈦礦光伏，特別是涉及一種腐植酸界面修飾材料、鈣鈦礦太陽能電池及制備方法。

背景技術(shù)：

1、在鈣鈦礦太陽能電池（pscs）器件中，常見的“三明治”結(jié)構(gòu)是由鈣鈦礦光吸收層（pvk）、空穴傳輸層（htl）和電子傳輸層（etl）構(gòu)成。這些層之間的界面接觸對(duì)器件的性能和穩(wěn)定性有直接影響。界面處存在大量深能級(jí)缺陷，缺陷會(huì)對(duì)光生載流子的運(yùn)輸和鈣鈦礦離子的遷移產(chǎn)生影響，進(jìn)而引發(fā)非輻射復(fù)合，降低電池的光電轉(zhuǎn)化效率。界面的修飾與調(diào)整是克服這些負(fù)面影響的重要方法之一。目前的研究主要關(guān)注于修飾鈣鈦礦光吸收層上表面的方法，通過鈍化表面缺陷來抑制非輻射復(fù)合，促進(jìn)界面電荷提取，并增強(qiáng)鈣鈦礦薄膜的穩(wěn)定性。然而，對(duì)于鈣鈦礦層下表面（埋底界面）的修飾研究較少，因?yàn)殁}鈦礦的底部界面很難暴露，相關(guān)機(jī)理研究相對(duì)困難，實(shí)際上，鈣鈦礦層的埋底界面同樣存在大量缺陷，這些缺陷的鈍化處理對(duì)于實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的電池器件同樣至關(guān)重要。因此，尋找合適的界面修飾材料，在鈣鈦礦吸光層的上、下界面進(jìn)行修飾是一種優(yōu)化鈣鈦礦電池生產(chǎn)工藝的新思路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)以上技術(shù)問題，本發(fā)明首要目的是提供一種用于鈣鈦礦太陽能電池制備的腐植酸界面修飾材料，表現(xiàn)出對(duì)提高鈣鈦礦電池光電轉(zhuǎn)化效率的重要作用。

2、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種界面修飾法制備的鈣鈦礦太陽能電池及制備方法，通過將該界面修飾材料引入電子傳輸層/鈣鈦礦吸光層界面及空穴傳輸層/鈣鈦礦吸光層界面，可提高鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。

3、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

4、第一方面，本發(fā)明提供一種腐植酸界面修飾材料，涂覆在鈣鈦礦太陽能電池的鈣鈦礦吸光層的上界面和下界面；所述腐植酸界面修飾材料包括濃度為0.2-10?mg/ml的腐植酸鹽溶液和濃度為0.2-10?mg/ml的腐植酸水溶液；所述濃度為0.2-10?mg/ml的腐植酸鹽溶液涂覆在鈣鈦礦吸光層下界面的襯底上；所述濃度為0.2-10?mg/ml的腐植酸水溶液涂覆在鈣鈦礦吸光層的上界面。

5、優(yōu)選的，所述腐植酸鹽溶液為，

6、將腐植酸與金屬氧化物或氫氧化物溶于極性溶液中反應(yīng)得到；

7、所述金屬氧化物或氫氧化物采用氫氧化鉀、氫氧化鈉、氧化鋅和氧化鎂中的一種；

8、當(dāng)用于正式結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池時(shí)，所述極性溶液采用水、乙醇溶液、異丙醇溶液、正丁醇溶液和二甲亞砜溶液中的一種；

9、當(dāng)用于反式結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池時(shí)，所述極性溶液采用乙醇溶液、異丙醇溶液、正丁醇溶液和二甲亞砜溶液中的一種；

10、所述腐植酸水溶液采用將腐植酸溶于水中得到。

11、第二方面，本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽能電池，包括導(dǎo)電玻璃襯底、載流子傳輸層、鈣鈦礦吸光層及背電極，所述鈣鈦礦吸光層的上界面和下界面均組裝一層界面修飾層，所述界面修飾層采用腐植酸界面修飾材料制備，所述腐植酸界面修飾材料為上述的腐植酸界面修飾材料。

12、第三方面，本發(fā)明提供一種正式結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，包括：

13、在導(dǎo)電玻璃表面組裝一層電子傳輸層；

14、在所述電子傳輸層表面涂覆腐植酸鹽溶液，形成下界面修飾層；所述腐植酸鹽溶液為上述的腐植酸鹽溶液；

15、在所述下界面修飾層表面組裝鈣鈦礦吸光層，并在所述鈣鈦礦吸光層表面涂覆腐植酸水溶液，形成上界面修飾層；所述腐植酸水溶液為上述的腐植酸水溶液；

16、在所述上界面修飾層表面組裝空穴傳輸層及背電極。

17、優(yōu)選的，

18、所述電子傳輸層包括二氧化錫、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鎢、氧化鉬中及其復(fù)合物；

19、所述空穴傳輸層采用聚3-己基噻吩或者2，2’，7，7’-四[n，n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9’-螺二芴。

20、優(yōu)選的，所述涂覆腐植酸鹽溶液，包括：

21、將腐植酸與金屬氧化物或氫氧化物溶于極性溶液中，得到濃度為0.2-10?mg/ml的腐植酸鹽溶液，并在襯底上以2000-5000?r/min的速度旋涂20-60?s；

22、所述金屬氧化物或氫氧化物采用氫氧化鉀、氫氧化鈉、氧化鋅和氧化鎂中的一種；

23、所述極性溶液采用水、乙醇溶液、異丙醇溶液和正丁醇溶液中的一種；

24、所述涂覆腐植酸水溶液，包括：

25、得到濃度為0.2-10?mg/ml的腐植酸水溶液，在鈣鈦礦吸光層表面以2000-5000?r/min的速度旋涂20-60?s。

26、第四方面，本發(fā)明提供一種反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，包括：

27、在導(dǎo)電玻璃表面組裝空穴傳輸層或sam層；

28、在所述空穴傳輸層或sam層表面涂覆腐植酸鹽溶液，形成下界面修飾層；所述腐植酸鹽溶液為上述的腐植酸鹽溶液；

29、在所述下界面修飾層表面組裝鈣鈦礦吸光層，并在所述鈣鈦礦吸光層表面涂覆腐植酸水溶液，形成上界面修飾層；所述腐植酸水溶液為上述的腐植酸水溶液；

30、在所述上界面修飾層表面組裝電子傳輸層及背電極。

31、優(yōu)選的，所述空穴傳輸層采用聚氧化鎳、氧化亞銅、硫化亞銅、硫氰酸亞銅和碘化亞銅中的一種；

32、所述sam層采用[4-（3,6-二甲基-9h-咔唑-9-基）丁基]磷酸、[2-（3,6-二甲基-9h-咔唑-9-基）乙基]膦酸、[4-(3,6-二甲氧基-9h-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[4-(9h-咔唑-9-基)丁基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸和[2-(9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸中的一種；

33、所述電子傳輸層采用[6,6]-苯基?c61丁酸甲酯、[6,6]-苯基?c71丁酸甲酯和足球烯中的一種。

34、優(yōu)選的，所述涂覆腐植酸鹽溶液，包括：

35、將腐植酸與金屬氧化物或氫氧化物溶于極性溶液中，得到濃度為0.2-10?mg/ml的腐植酸鹽溶液，并在襯底上以2000-5000?r/min的速度旋涂20-60?s；

36、所述金屬氧化物或氫氧化物采用氫氧化鉀、氫氧化鈉、氧化鋅和氧化鎂中的一種；

37、所述極性溶液采用乙醇溶液、異丙醇溶液、正丁醇溶液和二甲亞砜溶液中的一種；

38、所述涂覆腐植酸水溶液，包括：

39、得到濃度為0.2-10?mg/ml的腐植酸水溶液，在鈣鈦礦吸光層表面以2000-5000?r/min的速度旋涂20-60?s。

40、優(yōu)選的，所述鈣鈦礦吸光層包括甲胺鉛碘、甲脒鉛碘、甲胺鉛溴、甲脒鉛溴、銫鉛碘、銫鉛溴、甲胺錫碘、甲胺錫溴及其復(fù)合物。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

42、本發(fā)明提供一種腐植酸界面修飾材料、鈣鈦礦太陽能電池及制備方法，使用腐植酸鹽溶液作為界面修飾材料，該界面修飾材料分子中具有多元羥基，可與活潑金屬的氧化物與氫氧化物反應(yīng)生成有機(jī)酸鹽，其有機(jī)酸跟易吸附在金屬氧化物晶體的氧缺陷表面，起到鈍化界面缺陷，改善界面浸潤性的作用。此外，本發(fā)明中使用的有機(jī)酸易與鉛離子配位，增強(qiáng)鈣鈦礦材料的化學(xué)穩(wěn)定性，并最終提高鈣鈦礦電池的綜合性能。