[发明专利]一种双介孔层钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，特别涉及一种双介孔层钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高，成本低，制备工艺简单等优势，是目前最具前景的新兴光伏 器件。典型的钙钛矿结构自光阳极至光阴极依次是FTO/ITO导电玻璃、电子传输材料、钙钛矿、空穴传输 材料、对电极。最常用的对电极是金/银，通过真空蒸镀的方法制备；空穴传输材料一般为有机物。无疑， 贵金属和有机空穴传输材料提到了钙钛矿太阳能电池的制造成本，不利于钙钛矿太阳能电池的大规模应用 以及商业化生产。

为了降低钙钛矿太阳能电池的成本，有人提出使用碳作为对电极，并且制造了无空穴传输材料的钙钛 矿太阳能电池，取得了较高的效率。但是由于没有空穴传输材料，容易造成电子输运材料与对电极相接触， 造成漏电。华中科技大学HanHongwei课题组制作的介观钙钛矿太阳能电池，其中三层介孔层(二氧化钛 层、二氧化锆层和碳层)均使用丝网印刷法制备，在介孔层制备完毕后用一步法滴涂钙钛矿溶液，最终得 到钙钛矿太阳能电池[Ahole-conductor-free，fullyprintablemesoscopicperovskitesolarcellwithhighstability， 《SCIENCE》，2014，345：295～298]。本发明则是先用旋涂法制备双介孔层，即二氧化钛介孔层与二氧化 锆介孔层，然后用两步旋涂法制备钙钛矿吸光层，之后用丝网印刷法制备碳对电极，最后进行热压处理， 即得到最终的太阳能电池。

发明内容

由于没有空穴传输材料，容易造成电子输运材料与对电极相接触。针对以上问题为制备双介孔层钙钛 矿太阳能电池带来的困扰，本发明的目的之一在于提供一种双介孔层钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

1.作为优选，本发明所述的一种双介孔层钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其特征在于，钙钛矿太阳 能电池的介孔层要制备两层介孔层，然后再采用两步旋涂法制备钙钛矿吸光层，丝网印刷碳对电极后进行 热压处理，最终得到双介孔层钙钛矿太阳能电池。

2.作为优选，本发明所述的一种双介孔层钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其特征在于，在二氧化钛 致密层(cp-TiO₂)上先制备一层二氧化钛(TiO₂)介孔层，再制备二氧化锆(ZrO₂)介孔层，最后再制备 钙钛矿太阳能电池。

3.作为优选，本发明所述的一种双介孔层钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其特征在于，二氧化钛介 孔层采用浆料溶液旋涂的方法制备，转速从每分钟1000转到每分钟3000转，旋涂时间从30秒到90秒， 二氧化钛层的厚度250纳米到450纳米，旋涂结束之后退火。

4.作为优选，本发明所述的一种双介孔层钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其特征在于，二氧化锆介 孔层采用浆料溶液旋涂的方法制备，转速从每分钟1000转到每分钟3000转，旋涂时间从30秒到90秒， 二氧化锆层的厚度250纳米到450纳米，旋涂结束之后退火。

5.作为优选，本发明所述的一种双介孔层钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其特征在于，在双介孔层 上用两步旋涂法制备钙钛矿(CH₃NH₃PbI₃)吸光层，其中第一步旋涂碘化铅溶液，然后加热，加热温度为 70℃到120℃，加热时间从10分钟到60分钟，第二步旋涂甲基碘化铵溶液，然后加热，加热温度为70℃ 到120℃，加热时间从10分钟到60分钟，最终得到钙钛矿吸光层。

6.作为优选，本发明所述的一种双介孔层钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其特征在于，在丝网印刷 碳对电极后进行热压处理，压力范围从0.05MPa到0.5MPa，温度范围从100℃到150℃，热压时间范围为 1秒到60秒。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释 本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为实施例3制得的双介孔层电池的横截面的扫描电子显微镜照片；

图2为实施例3得到的太阳能电池的电流-电压曲线。

具体实施方式：