[发明专利]一种钙钛矿结构的太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿结构的太阳能电池，所述太阳能电池从下至上由FTO导电玻璃层、n型致密层、阻挡层、杂化钙钛矿结构的CH₃NH₃PbI₃层、绝缘层、P型层和金属电极组成，其特征在于：阻挡层和绝缘层包裹着杂化钙钛矿结构的CH₃NH₃PbI₃形成三明治保护结构，改善了杂化钙钛矿太阳能电池的稳定性及光电特性。

2.如权利要求1所述的一种钙钛矿结构的太阳能电池，其特征在于：所述的FTO导电玻璃层的方块电阻是10-15Ω，透过率在75-83%；所述的n型致密层为氧化钛或氧化锌层，层厚为5-15nm。

3.如权利要求1所述的一种钙钛矿结构的太阳能电池，其特征在于：所述的阻挡层Al₂O₃薄膜的层厚为1-5nm，所述的绝缘层Al₂O₃薄膜的层厚为1-5nm。

4.如权利要求1所述的一种钙钛矿结构的太阳能电池，其特征在于：所述的杂化钙钛矿结构的CH₃NH₃PbI₃层的层厚为300-500nm；所述的P型层为spiro-OMeTAD，层厚为100nm；所述的金属电极为Ag电极，层厚为100-130nm。

5.如权利要求1所述的一种钙钛矿结构的太阳能电池的制备方法，包括在FTO导电玻璃上先沉积n型致密层的步骤，然后再在n型层上沉积阻挡层的步骤，接着在阻挡层上制备一层钙钛矿结构CH₃NH₃PbI₃的步骤，继续在杂化钙钛矿结构CH₃NH₃PbI₃层上沉积绝缘层的步骤，再然后在绝缘层上沉积P型层的步骤，最后在P型层上沉积金属电极层的步骤；其特征在于：所述的阻挡层和绝缘层为原子层沉积技术制备的致密超薄Al₂O₃薄膜。

6.如权利要求1所述的一种钙钛矿结构的太阳能电池的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）n型致密层的制备

在镀了掺氟氧化锡的玻璃（FTO）上，用原子层沉积（ALD）技术生长20-30nm厚的致密的TiO₂或ZnO层作为n型层；

（2）阻挡层的制备

在n型致密层上利用ALD技术在150-250^oC生长1-5nm厚的均匀致密的超薄Al₂O₃薄膜；

（3）溶液法制备杂化钙钛矿层

在手套箱中，将配制好的钙钛矿前驱体溶液旋涂在阻挡层上，然后在加热板上退火处理；

（4）绝缘层的制备

钙钛矿薄膜冷却到室温下后，通过ALD技术在50-100 ^oC低温下利用臭氧沉积均匀致密的超薄Al₂O₃薄膜，层厚为1-5nm；利用臭氧和三甲基铝作为源的低温生长工艺为：腔室反应温度60-80℃，通三甲基铝源时间400-800 ms，氮气清洗10-30s，通臭氧400-800ms，氮气清洗10-30s，重复上述过程15-70次；

（5）空穴传输层的制备

在手套箱中，将事先配制好的spiro-OMeTAD溶液（HTM）旋涂到绝缘层上，控制旋速与HTM的量，控制厚度在100nm，70℃环境烘20min后，过夜放置；

（6）光阴极制备

将准备好的基底迅速放入真空蒸发镀膜仪器中，真空度达1×10^-3Pa，通过控制蒸发金属的量来控制蒸发银的厚度为100-130nm。