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CN111769050A - 一种利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法 - Google Patents

一种利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法 Download PDF

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CN111769050A CN202010635325.2A CN202010635325A CN111769050A CN 111769050 A CN111769050 A CN 111769050A CN 202010635325 A CN202010635325 A CN 202010635325A CN 111769050 A CN111769050 A CN 111769050A
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perovskite
solution
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raman spectroscopy
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CN202010635325.2A
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许田
王雨
方靖淮
金永龙
许美凤
王超男
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Nantong University
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Nantong University
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明公开了一种利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法，其包括制备钙钛矿溶液；在ITO导电玻璃上旋涂PEDOT:PSS溶液后加热；旋涂钙钛矿溶液，加热；滴加酞菁铜，真空静置，进行拉曼光谱检测；所述制备钙钛矿溶液，其为将MAI和碘化铅按摩尔比1:1混合在7:3的丁内酯和二甲基亚砜混合溶剂中，并在温度60℃条件下加热搅拌2h以上；所述旋涂PEDOT:PSS溶液后加热，其为以先低速1000rpm/5s再高速3000rpm/30s进行。本发明的操作过程操作简单，利用拉曼光谱检测钙钛矿电池效率耗时较短，且实验成本低，不需要使用镀膜机。

Description

一种利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法
技术领域
本发明属于钙钛矿太阳能电池技术领域，具体涉及一种利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法。
背景技术
一般的检测方法是通过真空蒸发镀膜法镀电极，然后模拟太阳光来检测钙钛矿太阳能电池效率，这种方法虽然检测准确，但是操作复杂，用时较长。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。
因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法，其包括，制备钙钛矿溶液；在ITO导电玻璃上旋涂PEDOT:PSS溶液后加热；旋涂钙钛矿溶液，加热；滴加酞菁铜，真空静置，进行拉曼光谱检测。
作为本发明所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法的优选方案，其中：所述制备钙钛矿溶液，其为将MAI和碘化铅按摩尔比1:1混合在7:3的丁内酯和二甲基亚砜混合溶剂中，并在温度60℃条件下加热搅拌2h以上。
作为本发明所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法的优选方案，其中：所述旋涂PEDOT:PSS溶液后加热，其为以先低速1000rpm/5s再高速3000rpm/30s进行。
作为本发明所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法的优选方案，其中：所述旋涂PEDOT:PSS溶液后加热，其为110℃退火30min。
作为本发明所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法的优选方案，其中：所述旋涂钙钛矿溶液，加热其为以先低速1500rpm/20s再高速4000rpm/40s旋涂在ITO玻璃上，旋涂过程中滴加氯苯，然后110℃退火10min。
作为本发明所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法的优选方案，其中：还包括在所述旋涂钙钛矿溶液，加热后，先后旋涂PCBM和BCP，之后用镊子刮去ITO导电玻璃公共电极上的钙钛矿层，在ITO导电玻璃上蒸镀100～120nm厚度银膜。
作为本发明所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法的优选方案，其中：所述滴加酞菁铜，真空静置，其为在所述钙钛矿层上滴加酞菁铜的无水乙醇溶液，静置2h。
作为本发明所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法的优选方案，其中：所述先后旋涂PCBM和BCP，其为在氮气手套箱中，以低速1000rpm/10s,高速2000rpm/30s旋涂PCBM，然后60～100℃退火10min；再以低速1500rpm/15s,高速2000rpm/20s旋涂BCP。
本发明的有益效果：
本发明的操作过程操作简单，利用拉曼光谱检测钙钛矿电池效率耗时较短，且实验成本低，不需要使用镀膜机。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为不同退火温度下电池的I-V特性曲线；
图2为不同退火温度下钙钛矿层的拉曼光谱图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
配方：
1.取MAI和碘化铅按摩尔比1:1(MAI：162.4mg；碘化铅：470.9mg)混合在7:3的溶液中(丁内酯：700ul；二甲基亚砜:300ul)配制成钙钛矿溶液，并在60℃条件下加热搅拌2h以上。
2.取20mgPCBM和1ml氯苯配制成PCBM溶液，并在温度60℃条件下加热搅拌2h。
3.取BCP和无水乙醇按1:1(BCP：2mg；无水乙醇：2ml)比例混合搅拌2h。
4.取57.6mg酞菁铜和10ml无水乙醇混合成溶液。
操作步骤：
1.清洗ITO导电玻璃：用丙酮和无水乙醇各超声清洗两次，每次30min，然后用氮气吹净后备用。
2.旋涂PEDOT:PSS溶液:以低速1000rpm/5s,高速3000rpm/30s旋涂在ITO玻璃上，然后110℃退火30min。
3.旋涂钙钛矿溶液：在氮气手套箱中，以低速1500rpm/20s,高速4000rpm/40s旋涂在ITO玻璃上，旋涂过程中滴加氯苯，然后110℃退火10min。
4.在制备好的钙钛矿层上滴加酞菁铜溶液，使用气泵抽气后，静置2h。
5.拉曼光谱检测。
实施例1：
1.取MAI和碘化铅按摩尔比1:1(MAI：162.4mg；碘化铅：470.9mg)混合在7:3的溶液中(丁内酯：700ul；二甲基亚砜:300ul)配制成钙钛矿溶液，并在温度60℃条件下加热搅拌2h以上。
2.取20mgPCBM和1ml氯苯配制成PCBM溶液，并在温度60℃条件下加热搅拌2h。
3.取BCP和无水乙醇按1:1(BCP：2mg；无水乙醇：2ml)比例混合搅拌2h。
4.取57.6mg酞菁铜和10ml无水乙醇混合成溶液。
操作步骤：
1.清洗ITO导电玻璃：用丙酮和无水乙醇各超声清洗两次，每次30min，然后用氮气吹净后备用。
2.旋涂PEDOT:PSS溶液:以低速1000rpm/5s,高速3000rpm/30s旋涂在ITO玻璃上，然后110℃退火30min。
3.旋涂钙钛矿溶液：在氮气手套箱中，以低速1500rpm/20s,高速4000rpm/40s旋涂在ITO玻璃上，旋涂过程中滴加氯苯，然后110℃退火10min。
(1)镀银：先后旋涂PCBM和BCP溶液。在氮气手套箱中，以低速1000rpm/10s,高速2000rpm/30s旋涂PCBM溶液，然后90℃退火10min；再以低速1500rpm/15s,告诉2000rpm/20s旋涂BCP溶液。之后用镊子刮去ITO导电玻璃公共电极上的钙钛矿层，将ITO放入模板中，使用真空蒸镀机蒸镀120nm厚度银膜，最后用太阳能测试系统检测电池参数。
(2)拉曼光谱检测：在钙钛矿层上滴加酞菁铜溶液，使用气泵抽气后，静置2h，然后进行拉曼光谱检测。
如图1所示，是不同退火温度下钙钛矿太阳能电池的I-V特性曲线。其中60℃～100℃退火温度下对应的电池的能量转换效率(PCE)分别为10.08％、12.64％、8.98％、7.79％、6.53％。
图2是不同退火温度下钙钛矿层的拉曼光谱图，特征峰1520。
结合图1，可以明显的看出温度在70℃拉曼光谱吸收峰是最高的，对应的电池转换效率也是最高的。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法，其特征在于：包括，
制备钙钛矿溶液；
在ITO导电玻璃上旋涂PEDOT:PSS溶液后加热；
旋涂钙钛矿溶液，加热；
滴加酞菁铜，真空静置，进行拉曼光谱检测。
2.如权利要求1所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法，其特征在于：所述制备钙钛矿溶液，其为将MAI和碘化铅按摩尔比1:1混合在7:3的丁内酯和二甲基亚砜混合溶剂中，并在温度60℃条件下加热搅拌2h以上。
3.如权利要求1或2所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法，其特征在于：所述旋涂PEDOT:PSS溶液后加热，其为以先低速1000rpm/5s再高速3000rpm/30s进行。
4.如权利要求3所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法，其特征在于：所述旋涂PEDOT:PSS溶液后加热，其为110℃退火30min。
5.如权利要求1所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法，其特征在于：所述旋涂钙钛矿溶液，加热其为以先低速1500rpm/20s再高速4000rpm/40s旋涂在ITO玻璃上，旋涂过程中滴加氯苯，然后110℃退火10min。
6.如权利要求1～5任一所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法，其特征在于：还包括在所述旋涂钙钛矿溶液，加热后，先后旋涂PCBM和BCP，之后用镊子刮去ITO导电玻璃公共电极上的钙钛矿层，在ITO导电玻璃上蒸镀100～120nm厚度银膜。
7.如权利要求6所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法，其特征在于：所述滴加酞菁铜，真空静置，其为在所述钙钛矿层上滴加酞菁铜的无水乙醇溶液，静置2h。
8.如权利要求6所述的利用拉曼光谱检测钙钛矿太阳能电池效率的方法，其特征在于：所述先后旋涂PCBM和BCP，其为在氮气手套箱中，以低速1000rpm/10s,高速2000rpm/30s旋涂PCBM，然后60～100℃退火10min；再以低速1500rpm/15s,高速2000rpm/20s旋涂BCP。
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