本發(fā)明屬于鈦礦太陽能電池制備，具體涉及一種提高鈣鈦礦太陽能電池光電性能和穩(wěn)定性的方法。

背景技術(shù)：

1、作為一種新的光伏技術(shù)之一，鈣鈦礦太陽能電池有許多優(yōu)點(diǎn)，如光吸收系數(shù)大、小的激子結(jié)合能、長(zhǎng)載流子擴(kuò)散范圍、可調(diào)節(jié)的帶隙和簡(jiǎn)單的制造工藝等。在研究人員的廣泛研究下，其光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到26.7%，展現(xiàn)出極為可觀的應(yīng)用潛力，未來極有可能取代單晶硅太陽能電池，進(jìn)而邁向大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的新階段，成為引領(lǐng)下一代的創(chuàng)新型、高效能薄膜太陽能電池，在可再生能源領(lǐng)域中嶄露頭角并發(fā)揮關(guān)鍵作用。然而，由于鈣鈦礦材料對(duì)水分和氧氣敏感的特性，鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性一直是阻礙其發(fā)展和商業(yè)化進(jìn)程的難題。此外，在鈣鈦礦薄膜的表面和晶界上存在大量缺陷，導(dǎo)致光生載流子非輻射符合，降低了鈣鈦礦太陽能電池的性能。表面鈍化可以抑制缺陷的不良影響，提高鈣鈦礦太陽能電池的性能。缺陷鈍化不但可以減少載流子復(fù)合，從而提升器件的光電性能，還可以有效阻擋水分、氧氣等環(huán)境因素對(duì)鈣鈦礦材料的侵蝕，從而延長(zhǎng)電池在潮濕環(huán)境下的使用壽命。4-氟鄰苯二甲酸酐(4-fa)之所以能作為鈍化劑的原因是其帶有兩個(gè)羰基(-c=o)，可以提供孤電子對(duì)，此外，苯環(huán)上的f原子具有強(qiáng)電負(fù)性，容易與-nh2上的h形成氫鍵。目前還尚未有4-氟鄰苯二甲酸酐在鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用的相關(guān)專利報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種提高鈣鈦礦太陽能電池光電性能和穩(wěn)定性的方法，通過在鈣鈦礦太陽能電池的鈣鈦礦吸光層中引入4-氟鄰苯二甲酸酐，可以有效抑制鈣鈦礦薄膜表面缺陷的不良影響，提高鈣鈦礦太陽能電池的性能，并延長(zhǎng)電池在潮濕環(huán)境下的使用壽命。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種提高鈣鈦礦太陽能電池光電性能和穩(wěn)定性的方法：在鈣鈦礦太陽能電池的鈣鈦礦吸光層中引入4-氟鄰苯二甲酸酐。

4、將4-氟鄰苯二甲酸酐配制成0.01-0.1?mg/ml溶液，采用旋涂法、浸漬法或滴涂法涂覆在鈣鈦礦薄膜上。溶劑為氯苯、甲苯、乙酸乙酯中的至少一種。

5、本發(fā)明的有益效果在于：將4-fa引入到鈣鈦礦太陽能電池當(dāng)中，4-fa中的-c=o具有富電荷特性，能捕獲并中和鈣鈦礦中未配位的pb2+缺陷，同時(shí)，由于4-fa中的-f與鈣鈦礦前驅(qū)體單體之間形成了氫鍵，鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶過程得到了優(yōu)化，因此，通過缺陷鈍化和結(jié)晶改善的綜合作用，鈣鈦礦太陽能電池的最高光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)23.97%。?在空氣中放置60天后，基于4-fa的鈣鈦礦太陽能電池仍能保持87%的初始效率，這彰顯了4-fa作為缺陷鈍化添加劑在開發(fā)高性能且穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池方面的巨大潛力。

技術(shù)特征：

1.一種提高鈣鈦礦太陽能電池光電性能和穩(wěn)定性的方法，其特征在于：在鈣鈦礦太陽能電池的鈣鈦礦吸光層中引入4-氟鄰苯二甲酸酐。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：將4-氟鄰苯二甲酸酐配制成0.01-0.1?mg/ml溶液，采用旋涂法、浸漬法或滴涂法涂覆在鈣鈦礦薄膜上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：溶劑為氯苯、甲苯、乙酸乙酯中的至少一種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種提高鈣鈦礦太陽能電池光電性能和穩(wěn)定性的方法，屬于鈦礦太陽能電池制備技術(shù)領(lǐng)域。采用的技術(shù)方案是在鈣鈦礦太陽能電池的鈣鈦礦吸光層中引入4?氟鄰苯二甲酸酐。將4?氟鄰苯二甲酸酐作為鈍化劑，可以有效抑制鈣鈦礦薄膜表面缺陷的不良影響，提高鈣鈦礦太陽能電池的性能，并延長(zhǎng)電池在潮濕環(huán)境下的使用壽命。方法簡(jiǎn)單有效，應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)研發(fā)人員：李亞峰,劉晨思,魏明燈
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7