[发明专利]一种基于钙钛矿的倒置薄膜太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于钙钛矿的倒置薄膜太阳能电池，其特征在于，所述的薄膜太阳能电池基于倒置的平面结构，以一种FAPbI₃钙钛矿体系作为光吸收层，通过溶液法在低温条件下制备得到，具体制备步骤如下：

（1）将碘甲脒与碘化铅以1:1摩尔比混合溶解在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，常温搅拌后，对溶液进行过滤；

（2）提供一个图案化的导电基底（1），擦洗后再用溶剂清洗，吹干；

（3）对清洗过的导电基底（1）进行臭氧处理；

（4）在导电基底（1）表面旋涂一层空穴传输层（2），然后进行退火处理；

（5）将导电基底（1）旋涂FAPbI₃钙钛矿前驱体层（3），在旋涂过程中用氯苯进行清洗；将导电基底在120-140℃条件下对钙钛矿前驱体溶液进行退火处理，待钙钛矿层完全结晶后，将导电基底冷却；

（6）在冷却后的FAPbI₃钙钛矿表面旋涂或热蒸镀电子传输层（4）；

（7）将界面修饰层材料（5）通过旋涂或热蒸镀方式制备在电子传输层（4）的表面；

（8）在高真空条件下蒸镀一层银或铝电极（6），器件的有效面积通过掩模板的形状来确定。

2.根据权利要求1所述的一种基于钙钛矿的倒置薄膜太阳能电池，其特征在于，制备方法具体步骤如下：

（1）将碘甲脒与碘化铅以1:1摩尔比混合溶解在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，常温搅拌12小时后，用0.22 um的有机系过滤头对溶液进行过滤；

（2）提供一个图案化的导电基底（1），用洗洁精进行擦洗之后，分别用丙酮、乙醇、去离子水依次超声清洗各两次，每次十分钟，然后放入干燥箱烘干；

（3）对烘干的导电基底（1）进行臭氧处理，臭氧处理时间为15 min；

（4）在导电基底（1）表面旋涂一层空穴传输层（2），转速为2000-5000 rpm/40 s, 然后进行退火处理，退火条件为80-140℃/15 min；

（5）将导电基底（1）转移至手套箱，旋涂FAPbI₃钙钛矿前驱体层（3），在旋涂过程中用氯苯溶剂进行清洗；旋涂之后，将基片置于加热板上，在120-140℃条件下对钙钛矿前驱体溶液进行退火处理，待钙钛矿层完全结晶后，将基片转移至玻璃培养皿中冷却；

（6）在冷却后的FAPbI₃钙钛矿表面旋涂或热蒸镀电子传输层（4）；

（7）将界面修饰层材料（5）通过旋涂或热蒸镀方式制备在电子传输层（4）的表面；

（8）在高真空条件下蒸镀一层银或铝电极（6），器件的有效面积通过掩模板的形状来确定。

3.根据权利要求1或2所述的一种薄膜太阳能电池，其特征在于，所述的导电基底为氧化锡铟或掺杂氟的SnO₂透明导电玻璃导电薄膜的硬性或柔性基片。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于钙钛矿的倒置薄膜太阳能电池，其特征在于，所述的空穴传输层是聚3，4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐、4-丁基-N,N-二苯基苯胺均聚物、聚三苯胺、氧化石墨烯、氧化镍、硫氰化亚铜、碘化亚铜中的一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于钙钛矿的倒置薄膜太阳能电池，其特征在于，所述的电子传输层材料是富勒烯C60、富勒烯C70、富勒烯衍生物[6,6]-苯基 C61 丁酸甲酯、富勒烯衍生物茚与C60双加成物中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于钙钛矿的倒置薄膜太阳能电池，其特征在于，所述的界面修饰层材料是2, 9-二甲基-4, 7-二苯基-1, 10-菲啰啉、4, 7-二苯基-1, 10-菲啰啉、氟化锂、氧化锌、二氧化钛、吡咯烷二取代富勒烯衍生物、聚[9, 9-二(3'-(N, N-二甲胺基)丙基)-2, 7-芴]-交-2, 7-(9, 9-二辛基芴)]、聚二溴化[9, 9-二(3'-((N, N-二甲基)-N-乙氨盐基)-丙基)2, 7-芴]-交-1, 4-苯基] 、聚乙氧基-乙烯亚胺中的一种或几种。