本发明属于钙钛矿材料与器件制备，具体涉及一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池及其制备方法。
背景技术：
1、相较于传统化石能源的开发与利用，清洁太阳能的起步较晚、但发展迅速。在“碳达峰，碳中和”相关技术驱动下，如何高效开发和利用太阳能成为人们关注的焦点。
2、太阳能电池是把太阳能通过光电转化效应直接转化为电能的装置，是绿色开发和利用太阳能的重要途径。其中，以钙钛矿半导体材料为光吸收层的电池(即钙钛矿电池)是一种新型太阳能电池，具有光吸收效率高、光生载流子束缚力小、载流子寿命和传输距离长、制造成本低等优势，是目前极具商业化前景的新型薄膜太阳能电池。
3、由全无机组份构筑的铯铅碘三(cspbi3)钙钛矿吸光层具有优异的光、热稳定性和适合的光学带隙(≈1.7ev)，是构筑串联太阳能电池的理想顶层电池材料。基于传统spiro-ometad空穴传输材料的cspbi3钙钛矿电池取得了非凡的进展，其光电转换效率(pce)从起初的3.8％发展到21.8％。纯spiro-ometad薄膜的电导率低，需要经过长时间的氧化才能产生高导电率的spiro+离子自由基，从而提升电荷传导效率。li-tfsi的掺杂可以大大缩短spiro+离子自由基的产生时间，所以li-tfsi成为spiro-ometad空穴传输材料的经典添加剂。但是，li-tfsi添加剂具有高吸湿性，遇空气易变质，导致空穴传输材料的空气稳定性和热稳定变差；同时li-tfsi掺杂剂在空穴传输层中易聚集，li+离子还会向钙钛矿层迁移，导致空穴传输层/钙钛矿层的界面性能恶化，严重影响光生载流子的传输过程，限制器件光伏性能的提升。因此，开发高性能的空穴传输层添加剂对电池效率和稳定性的提升至关重要。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述现有技术缺点，提供一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池及其制备方法，通过空穴传输层体相掺杂解决了空穴传输层中锂离子扩散导致稳定性差等问题。
2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池的制备方法，包括以下步骤：
4、s1，在导电玻璃上沉积电子传输层，在电子传输层上制备cspbi3钙钛矿吸收层；
5、s2，在cspbi3钙钛矿吸收层上旋涂spiro-ometad溶液，制得空穴传输层；所述spiro-ometad溶液的制备过程为：将li-tfsi溶解在乙腈中获得锂盐溶液，将spiro-ometad粉末、锂盐溶液、t-bp和c10f8n2s2共同溶解在氯苯中，获得spiro-ometad溶液；所述c10f8n2s2的化学结构式为：
6、
7、s3，在空穴传输层上制备金属电极。
8、本发明的进一步改进在于：
9、优选的，s2中，所述锂盐溶液的浓度为520mg/ml。
10、优选的，s2中，spiro-ometad粉末、锂盐溶液、t-bp和c10f8n2s2的混合比例为90mg：22μl：36μl：(0.5～4.0)mg。
11、优选的，s2中，旋涂spiro-ometad溶液时，旋涂转速为5000rpm，旋涂时间为30s。
12、优选的，s1中，所述电子传输层为tio2或sno2。
13、优选的，s1中，所述钙钛矿吸收层的制备方法为：将cspbi3钙钛矿前驱体溶液旋涂在电子传输层上，制备出cspbi3钙钛矿吸收层。
14、优选的，所述cspbi3钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.745m。
15、优选的，所述钙钛矿前驱体溶液旋涂时分为两个阶段，第一阶段，旋涂转速为1000～1500rpm，旋涂时间为10s；第二阶段，旋涂转速为3000～4000rpm，旋涂时间为40s。
16、一种通过上述任意一项制备方法制得的优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池，包括从下到上依次堆叠的导电玻璃、电子传输层、cspbi3钙钛矿吸收层、空穴传输层和金属电极；
17、所述空穴传输层包含sprio-ometad、锂盐、t-bp和c10f8n2s2。
18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
19、本发明公开了一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿的制备方法，该制备方法通过在钙钛矿太阳电池的空穴传输层中加入多功能有机添加剂(4,4′-二硫双[2,3,5,6-四氟吡啶]，c10f8n2s2]，简称2sf))，利用2sf材料中-s-s-、c-f、吡啶环等功能基团提升空穴传输层和钙钛矿层的性能，该材料具体带来的作用如下：(1)2sf中的s-s键不仅能加速spiro的氧化，有利于获得更多的spiro+自由基，提高spiro的电导率，而且s-s键与li+的s-li相互作用以及c＝n键与li+的c＝n-li相互作用能有效地阻碍li+从空穴传输层扩散到钙钛矿层中，降低li+扩散对钙钛矿层的破坏。(2)界面处的2sf中氟取代吡啶环能与无机钙钛矿膜表面的欠配位pb2+通过f-pb和c＝n-pb相互作用，有效地降低钙钛矿层表面的铅相关缺陷，降低表面电荷的复合，提升界面处电荷的转移效率。(3)掺杂的2sf材料可降低空穴传输层的导带和费米能级，更好地与钙钛矿层实现能级匹配，从而降低空穴的传输势垒。(4)2sf中多个c-f键的存在使得空穴传输层的疏水性增强，能有效地抑制空气中的水分和氧气进入钙钛矿层，显著提高钙钛矿电池的长期存储和运行稳定性。将此空穴传输层添加剂应用于不同的全无机钙钛矿太阳电池的制备中，优化了空穴传输层的薄膜质量，减少空穴传输层表面的孔洞，降低钙钛矿层与空穴传输层之间的界面缺陷，提高全无机钙钛矿电池的光电转化效率和工作稳定性。
20、本发明公开了一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池，该材料含有s-s、c-f和c＝n键，这些键通过化学键相互作用，能有效地稳定空穴传输层中的li+离子，抑制li+离子迁移至钙钛矿层；另外，s-s键的氧化性能加速spiro-ometad的氧化，空穴传输层的空穴迁移率和电导率得到提升。经2sf优化的全无机cspbi3钙钛矿电池的光电转化效率从19.26％提升至21.95％，优化后的器件具有优异的运行稳定性。
1.一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，s2中，所述锂盐溶液的浓度为520mg/ml。
3.根据权利要求1所述的一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，s2中，spiro-ometad粉末、锂盐溶液、t-bp和c10f8n2s2的混合比例为90mg：22μl：36μl：(0.5～4.0)mg。
4.根据权利要求1所述的一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，s2中，旋涂spiro-ometad溶液时，旋涂转速为5000rpm，旋涂时间为30s。
5.根据权利要求1所述的一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，s1中，所述电子传输层为tio2或sno2。
6.根据权利要求1所述的一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，s1中，所述钙钛矿吸收层的制备方法为：将cspbi3钙钛矿前驱体溶液旋涂在电子传输层上，制备出cspbi3钙钛矿吸收层。
7.根据权利要求6所述的一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，所述cspbi3钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.745m。
8.根据权利要求6所述的一种优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱体溶液旋涂时分为两个阶段，第一阶段，旋涂转速为1000～1500rpm，旋涂时间为10s；第二阶段，旋涂转速为3000～4000rpm，旋涂时间为40s。
9.一种通过权利要求1-8任意一项制备方法制得的优化空穴传输层的全无机钙钛矿电池，其特征在于，包括从下到上依次堆叠的导电玻璃、电子传输层、cspbi3钙钛矿吸收层、空穴传输层和金属电极；
