[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池结构及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳能电池结构的制备方法，所述钙钛矿太阳能电池结构包括

阴极透明导电衬底，

电子传输层，制作在所述阴极透明导电衬底上，

钙钛矿层，制作在所述电子传输层上，所述钙钛矿层为CH₃NH₃PbI₃薄膜层，该薄膜的厚度为400～500nm；

空穴传输层，制作在所述钙钛矿层上，以及

金属阳极，制作在所述空穴传输层上；

所述的电子传输层为二氧化钛包覆金属粒子核壳层；所述的二氧化钛包覆金属粒子核壳层以金属粒子Ag或Au为核，以TiO₂为壳层；所述金属粒子Ag或Au的直径为5～50nm，TiO₂壳层的厚度为5～50nm；

其特征在于包括以下步骤：

(1)先清洗阴极透明导电衬底，然后将清洗后的阴极透明导电衬底浸入聚二烯丙基二甲基氯化铵的水溶液中，浸泡10～30min；浸泡完毕后取出阴极透明导电衬底并用去离子水反复冲洗去除多余的聚二烯丙基二甲基氯化铵；

(2)常温下，将步骤(1)所得阴极透明导电衬底置于(Au/Ag)@TiO₂的纳米溶液中，浸泡5～24h，浸泡完毕后取出阴极透明导电衬底并于50～60℃下干燥处理20～24h，置于无水环境中备用；此时，阴极透明导电衬底的表面即形成了一层TiO₂包覆Au/Ag的核壳层，该TiO₂包覆Au/Ag的核壳层即为电子传输层；

(3)在步骤(2)所得电子传输层表面形成一层钙钛矿层；

(4)在步骤(3)所得钙钛矿层表面旋涂空穴传输层；

(5)在步骤(4)所得空穴传输层上蒸镀形成金属阳极。

2.根据权利要求1所述钙钛矿太阳能电池结构的制备方法，其特征在于：所述聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液的体积浓度为1～5％。

3.根据权利要求1所述钙钛矿太阳能电池结构的制备方法，其特征在于：所述(Au/Ag)@TiO₂纳米溶液的摩尔浓度为0.01～0.05M，溶剂为乙醇或乙醚。

4.根据权利要求1所述钙钛矿太阳能电池结构的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，在形成钙钛矿层时，先在Au/Ag的核壳层表面旋涂浓度为0.5～1.5mol/L的PbI₂溶液，该溶液的溶剂为二甲基甲酰胺，旋涂完毕并干燥后放入浓度为8～10mg/mL的CH₃NH₃I溶液中，浸泡0.5-30分钟形成钙钛矿层。

5.根据权利要求1所述钙钛矿太阳能电池结构的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，在形成钙钛矿层时，先按照摩尔比例1:3将PbCl₂和CH₃NH₃I混合于丁内酯中配置成质量浓度为40％的CH₃NH₃I溶液，然后将该溶液旋涂在电子传输层上，于90～100℃加热30～60min，形成钙钛矿层。

6.根据权利要求1所述钙钛矿太阳能电池结构的制备方法，其特征在于：当所述电子传输层为TiO₂包覆Au的核壳层时，所述金属阳极为Ag电极；当所述电子传输层为TiO₂包覆Ag的核壳层时，所述金属阳极为Au电极。