[发明专利]一种均匀有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法

权利要求书

1.一种均匀有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)首先将A g的氢氧化钾溶于B mL的甲醇之中得到溶液X，然后将C g二水合醋酸锌溶于D mL甲醇，得到溶液Y；将溶液Y置于水浴之中，在不断搅拌的情况下将溶液X全部逐滴加入到溶液Y中；将水浴温度升高并搅拌得到溶胶；待溶胶冷却至室温，自然沉淀后，将沉淀物用甲醇清洗两次，然后取适量沉淀物将其分散到甲醇、氯仿和正丁醇组成的混合溶剂之中，得到稳定的浓度为5～7mg/mL的氧化锌溶胶待用；A：B：C：D＝(1.45～1.5)：(65～70)：(2.9～3.0)：(120～130)；

2)向避光的密闭容器中添加F g碘化铅和G g碘化钾胺，然后再向其中添加H mL N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的混合液，得到钙钛矿先驱液；其中，F：G：H＝2.3：0.8：5；

3)在洁净的图案化ITO导电玻璃上，通过旋转涂布法制备一层厚度50～60nm的PEDOT:PSS空穴传输层，然后烘烤至干燥；然后将钙钛矿先驱液滴加到PEDOT:PSS空穴传输层表面开始旋涂钙钛矿薄膜；旋涂所得薄膜置于热板上烘烤得到均匀光滑的结晶钙钛矿薄膜；

4)以20～30mg/mL的PCBM氯苯溶液为先驱液，在钙钛矿薄膜表面旋涂一层PCBM，旋涂速度为1000～1500rpm,旋涂时间为45～60s；然后再以已制备的氧化锌溶胶为先驱液，在PCBM表面旋涂一层ZnO，旋涂速度为3000～4000rpm，旋涂时间为30～40s；最后，通过真空热蒸发的方法在ZnO表面蒸镀一层金属铝作为电池电极，获得均匀有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的一种均匀有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述混合溶剂中甲醇、氯仿和正丁醇的体积比为1：1：8。

3.根据权利要求1所述的一种均匀有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述玻璃衬底面积为2×2cm²；步骤3)中旋涂过程分为四个步骤：首先以1000r/min的速率旋涂5s，然后以2000～5000r的速率旋涂20s，接着静止3～5s，最后再以5000r的速率旋涂10s；在最后一个旋涂阶段，将0.1～0.15ml有机溶剂快速滴加到正在旋涂的薄膜上，从而完成旋涂过程；所述有机溶剂为苯、氯苯、邻二氯苯或甲苯。

4.根据权利要求1所述的一种均匀有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤4)中旋涂所得薄膜置于95～100℃的热板上烘烤10min得到均匀光滑的结晶钙钛矿薄膜。

5.根据权利要求1所述的一种均匀有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤1)中将溶液Y置于58～60℃的水浴之中，在不断搅拌的情况下将溶液X全部逐滴加入到溶液Y中；将水浴温度升高至65℃，在此温度下搅拌得到溶胶。

6.根据权利要求1所述的一种均匀有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤2)中，其中N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的体积比在7:3到3:7之间。

7.根据权利要求1所述的一种均匀有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3)中PEDOT:PSS空穴传输层在130℃下烘烤20～30min至干燥。