本发明属于钙钛矿太阳能电池领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池的制备方法和钙钛矿太阳能电池。
背景技术：
1、钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,pscs)作为一种备受关注的新型太阳能电池技术，具有高光电转换效率、低成本和易于制备等优势，在可再生能源领域有着巨大的潜力。然而，pscs的商业应用受到器件稳定性的严重制约，这一问题的根源主要在于钙钛矿(perovskite)材料本身存在的缺陷。
2、钙钛矿晶体中的缺陷会导致电荷的局域化、非辐射复合和晶体退化等问题，严重影响了器件的长期稳定性和性能。尤其是在钙钛矿晶体表面或晶界(gbs)处存在着大量缺陷，这些缺陷会引发诸如载流子复合、电荷重组等不良反应，严重影响了pscs的性能和稳定性。
3、为了解决这一问题，研究人员提出了通过调整钙钛矿组分以优化器件性能的方法。然而，单纯通过优化钙钛矿组分远远不足以满足pscs商业应用的高要求。相反，需要更深入地研究如何改善钙钛矿薄膜的形貌和晶体质量，以获得高性能和高稳定性的pscs。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，通过包含氨基酸衍生物的添加剂，调节成核、和晶体生长速率，产生均匀致密的钙钛矿薄膜，改善了钙钛矿吸收层的膜层质量，并有效地对晶体内缺陷与晶界进行缺陷钝化，减少载流子的非辐射复合，提升电池效率及光热稳定性。
2、本发明还提供了一种钙钛矿太阳能电池。
3、本发明的第一方面提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述的制备方法包括向钙钛矿前驱体溶液中添加氨基酸衍生物类添加剂以改善钙钛矿吸收层的膜层质量、对晶体内缺陷与晶界进行钝化，从而提高钙钛矿薄膜电池的转换效率与稳定性，所述氨基酸衍生物类添加剂包括fmoc-d-缬氨酸、fmoc-n-me-l-缬氨酸、n-苄氧羰基-d-缬氨酸、苯甲酰-dl-缬氨酸和l-缬氨酸中的至少一种。
4、本发明关于钙钛矿太阳能电池的制备方法中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
5、添加剂或配体的结构设计和功能可以有效地钝化各种缺陷。通过研究添加剂或配体对钙钛矿薄膜缺陷的控制与稳定性之间的关系，有助于解决钙钛矿太阳能电池的稳定性的问题。为了解决现有钙钛矿薄膜电池技术中效率不高和稳定性较差的的问题，本发明通过包含氨基酸衍生物的添加剂，调节成核、和晶体生长速率，产生均匀致密的钙钛矿薄膜，改善了钙钛矿吸收层的膜层质量，并有效地对晶体内缺陷与晶界进行缺陷钝化，减少载流子的非辐射复合，提升电池效率及光热稳定性。氨基酸衍生物类添加剂主要用于改进钙钛矿薄膜电池结构中的钙钛矿吸收层，该方法适用于常用的两种钙钛矿薄膜电池结构：nip与pin。
6、在钙钛矿前驱体引入氨基酸衍生物，主要作用为各种衍生物的官能团及基团能够钝化缺陷提升效率及稳定性，形成高质量的钙钛矿膜层，具体有益效果还包括：
7、开路电压提升约为50-100mv；
8、稳定性提高：在一个太阳光照下，70℃的氮气氛围中进行光热稳定性测试500小时后，测试器件的稳定性结果表明，器件显示出优异的长期稳定性，根据不同设计的氨基酸衍生物结构的测试结果表明其原有效率的保持率均有大幅度提高。
9、根据本发明的一些实施方式，所述钙钛矿前驱体溶液的组分包括所述氨基酸衍生物类添加剂、前驱体和溶剂。
10、根据本发明的一些实施方式，所述前驱体包括碘化铯、碘化铅、氯化甲胺、碘化甲脒、溴化铅和溴化甲胺中的至少一种。
11、根据本发明的一些实施方式，所述溶剂包括二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺中的至少一种。
12、根据本发明的一些实施方式，所述溶剂为二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺的混合。
13、根据本发明的一些实施方式，所述钙钛矿前驱体溶液中，所述氨基酸衍生物类添加剂的浓度为25mg/mol～100mg/mol。
14、根据本发明的一些实施方式，包括以下步骤：
15、s1：将氟掺杂氧化锡tco玻璃或ito玻璃作为基底，进行uv及臭氧清洗和温度处理；
16、s2：在步骤s1处理的玻璃基底上旋涂交联聚合的有机小分子，第一次退火冷却至室温得到空穴传输层薄膜；
17、s3：配制所述钙钛矿前驱体溶液，将所述钙钛矿前驱体溶液旋涂至所述空穴传输层薄膜上，第二次退火，形成钙钛矿层；
18、s4：在所述钙钛矿层上蒸镀c60膜，在所述c60膜上原子层沉积氧化锡薄膜，在所述氧化锡薄膜上蒸镀金属电极。
19、步骤s1中：
20、uv及臭氧清洗时间可以为20min。
21、温度处理的温度范围是120-150℃，时间是10-30min。
22、步骤s2中：
23、根据本发明的一些实施方式，所述交联聚合的有机小分子包括n4,n4'-二(萘-1-基)-n4,n4'-双(4-乙烯基苯基)联苯-4,4'-二胺。
24、其它的空穴传输层例如sam、nio、ptaa或两种空穴传输层的结合也可以由于钙钛矿薄膜电池的制备。对应的试剂为meo-2pacz。
25、根据本发明的一些实施方式，所述第一次退火的温度为100℃～150℃。
26、根据本发明的一些实施方式，所述第一次退火的时间为20～40min。
27、步骤s3中：
28、根据本发明的一些实施方式，所述第二次退火的温度为80℃～120℃。
29、根据本发明的一些实施方式，所述第二次退火的时间为20～40min。
30、溶剂为二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺按体积比为1:6的混合。
31、溶剂为二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺按体积比为1:6的混合，利于钙钛矿的结晶。
32、通过本发明的制备方法得到的钙钛矿太阳能电池，光入射至高钙钛矿太阳能电池表面时，当光子的能量大于钙钛矿材料禁带宽度时激发钙钛矿材料产生载流子，该自由载流子通过空穴传输层和电子传输层的异质结接触所形成的内建电场抽取，并传输至导电基底和金属电极两端，从而在外电路形成光生电流，进而实现太阳能发电。
33、氟掺杂氧化锡玻璃作为导电基底，交联聚合的有机小分子n4,n4'-二(萘-1-基)-n4,n4'-双(4-乙烯基苯基)联苯-4,4'-二胺作为空穴传输层进行空穴提取并增加界面连接效果，改善能级排列和增强稳定性。
34、之后通过添加不同种类的的氨基酸衍生物到钙钛矿溶液中，氨基酸衍生物中强配位的胺基和lewis碱性官能团(如氮、氧)可以与钙钛矿形成强配位，调节晶体成核生长，并钝化晶格缺陷以及稳定钙钛矿α相；芳香胺的侧链有利于增强分子间堆叠，在钙钛矿晶界处形成有序并致密的钝化界面层，提高薄膜的稳定性和防止水的进入分解，从而实现更高的器件效率和稳定性。
35、本发明的第二方面提供了一种钙钛矿太阳能电池，由本发明的制备方法制备得到。
36、本发明关于钙钛矿太阳能电池的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
37、本发明的钙钛矿太阳能电池，通过添加氨基酸衍生物类添加剂，调节成核和晶体生长速率，形成均匀致密的钙钛矿薄膜，改善了吸收层的膜层质量。这可以提高光吸收和载流子传输效率，从而提高太阳能电池的转换效率。氨基酸衍生物的添加可以有效地对晶体内缺陷与晶界进行缺陷钝化，减少载流子的非辐射复合，从而提升了太阳能电池的光热稳定性。经过光热稳定性测试后，器件表现出优异的长期稳定性。进一步的，使用氨基酸衍生物添加剂后，开路电压可以提升约为50-100mv。这意味着改进后的电池在相同光照条件下可以产生更高的电压，进而提高整个太阳能电池的性能。
38、在光热稳定性测试中，测试器件显示出优异的长期稳定性，这表明添加剂的使用有助于减缓钙钛矿电池性能衰减的速度，使其在长期使用中能够保持较高的性能水平。
1.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括向钙钛矿前驱体溶液中添加氨基酸衍生物类添加剂以改善钙钛矿吸收层的膜层质量、对晶体内缺陷与晶界进行钝化，从而提高钙钛矿薄膜电池的转换效率与稳定性，所述氨基酸衍生物类添加剂包括fmoc-d-缬氨酸、fmoc-n-me-l-缬氨酸、n-苄氧羰基-d-缬氨酸、苯甲酰-dl-缬氨酸和l-缬氨酸中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱体溶液的组分包括所述氨基酸衍生物类添加剂、前驱体和溶剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体包括碘化铯、碘化铅、氯化甲胺、碘化甲脒、溴化铅和溴化甲胺中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱体溶液中，所述氨基酸衍生物类添加剂的浓度为25mg/mol～100mg/mol。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述交联聚合的有机小分子包括n4,n4'-二(萘-1-基)-n4,n4'-双(4-乙烯基苯基)联苯-4,4'-二胺。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一次退火的温度为100℃～150℃，时间为20～40min。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第二次退火的温度为80℃～120℃，时间为20～40min。
10.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，由权利要求1至9中任一项所述的制备方法制备得到。
