[发明专利]一种基于介孔结构铜铟硫的钙钛矿太阳能电池及其制备方法有效
申请号: | 201510032013.1 | 申请日: | 2015-01-22 |
公开(公告)号: | CN104638110B | 公开(公告)日: | 2017-06-23 |
发明(设计)人: | 陈冲;黎春喜;翟勇;李福民 | 申请(专利权)人: | 河南大学 |
主分类号: | H01L51/48 | 分类号: | H01L51/48;H01L51/42;H01L51/46 |
代理公司: | 郑州联科专利事务所(普通合伙)41104 | 代理人: | 时立新,郭丽娜 |
地址: | 475001*** | 国省代码: | 河南;41 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 结构 铜铟硫 钙钛矿 太阳能电池 及其 制备 方法 | ||
1.一种制备基于介孔结构铜铟硫的钙钛矿太阳能电池的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将切好的ITO导电玻璃清洗,得到洁净的ITO基片;
2)称取0.11mmol碘化亚铜、0.1mmol醋酸铟、0.5mmol硫脲,共同溶于1.2ml甲胺与0.08ml丙酸组成的混合溶液中,配置成铜铟硫前驱体溶液;
3)取0.08ml步骤2)配置好的铜铟硫前驱体溶液,滴到步骤1)清洗后的ITO基片上,而后匀胶,匀胶时的具体操作是放置到匀胶机上以每分钟6000转匀胶60秒;最后将匀胶好的ITO基片放到热台上,氮气环境下退火,退火是在250℃退火15分钟;ITO基片上得到一层致密的铜铟硫薄膜,基片记为ITO/compact-CuInS2;
4)按步骤2)中的原料用量比例配制铜铟硫前驱体溶液200ml,向其中混入三氧化二铝纳米粒异丙醇悬浊液200ml形成混合液,而后将此混合液磁力搅拌其充分混合;
5)取步骤4)的混合液0.08ml滴到步骤3)得到的ITO基片上并匀胶,匀胶时的具体操作是放置在匀胶机上以每分钟3000转匀胶60秒;而后退火,退火是在250℃退火15分钟;ITO基片上得到掺杂有三氧化二铝的铜铟硫光电薄膜,基片记为ITO/compact-CuInS2/hybrid- CuInS2;
6)将步骤5)得到的基片放入氢氧化钠水溶液中浸泡,取出后用去离子水清洗,而后将其放到热台上氮气环境下烘干,即得到具有介孔结构的铜铟硫光电薄膜,基片记为ITO/compact-CuInS2/mesoporous-CuInS2;
7)称取0.01mmol的CH3NH3I和0.01mmol的PbI2共同溶入1mlDMF溶液中,60℃搅拌8小时,配置成钙钛矿前驱体溶液,取钙钛矿前驱体溶液0.08ml滴到步骤6)得到的基片上并匀胶,匀胶时的具体操作是放置在匀胶机上以每分钟1500转匀胶60秒;而后氮气环境下退火,退火是在100℃退火30分钟;得到的基片记为ITO/compact-CuInS2/CuInS2:(CH3NH3)PbI3/(CH3NH3)PbI3;
8)称量15mg PCBM 溶入1ml邻二氯苯中形成PCBM邻二氯苯溶液,磁力搅拌24小时,取PCBM邻二氯苯溶液0.08ml滴到步骤7)得到的基片上并匀胶,匀胶时的具体操作是放置在匀胶机上以每分钟2000转匀胶60秒;而后氮气环境下退火,退火是在150℃退火15分钟;得到的基片记为ITO/compact-CuInS2/CuInS2:(CH3NH3)PbI3/(CH3NH3)PbI3/PCBM;
9)将步骤8)得到的基片真空环境下蒸镀一层银电极即完成电池制作,最终得到基于介孔结构铜铟硫的钙钛矿太阳能电池,记为ITO/compact-CuInS2/CuInS2:(CH3NH3)PbI3/(CH3NH3)PbI3/PCBM/Ag。
2.如权利要求1所述的制备基于介孔结构铜铟硫的钙钛矿太阳能电池的方法,其特征在于,清洗时依次在异丙醇、丙酮、酒精中各超声清洗15分钟。
3.如权利要求1所述的制备基于介孔结构铜铟硫的钙钛矿太阳能电池的方法,其特征在于,步骤4)中三氧化二铝纳米粒的平均粒径为50nm,三氧化二铝纳米粒异丙醇悬浊液的浓度为20wt%。
4.如权利要求1所述的制备基于介孔结构铜铟硫的钙钛矿太阳能电池的方法,其特征在于,步骤6)中氢氧化钠水溶液的浓度为0.2mol/L,浸泡时间为30分钟。
5.根据权利要求1-4任一项方法制得的基于介孔结构铜铟硫的钙钛矿太阳能电池。
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