[发明专利]一种机械叠层钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种机械叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述机械叠层钙钛矿太阳能电池，由顶 层太阳能电池和底层太阳能电池的透明导电玻璃面相互粘结而成，其特征在于：所述顶层 太阳能电池自下而上包括顶电池FTO透明导电玻璃、顶电池二氧化钛致密层、顶电池二氧 化钛介孔层、宽带隙钙钛矿吸光层、纳米银线透明导电油墨电极；所述底层太阳能电池自 下而上包括底电池FTO透明导电玻璃、底电池二氧化钛致密层、底电池二氧化钛介孔层、 窄带隙钙钛矿吸光层、碳电极；从顶层太阳电池引出一对电极，同时从底层太阳电池引出 另一对电极，构成四个电极端点的机械叠层钙钛矿太阳能电池。

2.如权利要求1所述的机械叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于：顶层太阳能电池是用宽 带隙钙钛矿薄膜(禁带宽度在1.7eV左右)作为光吸收层，所述宽带隙钙钛矿薄膜包括 CsPbI₃(禁带宽度：1.73ev)、CH₃NH₃SnIBr₂(禁带宽度：1.75ev)、CH₃NH₃PbI₂Br(禁带宽 度：1.8ev)，主要吸收太阳光能谱中波长较短的光。

3.如权利要求1所述的机械叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于：底层太阳能电池是用窄 带隙钙钛矿薄膜(禁带宽度在1.0eV左右)作为光吸收层，所述窄带隙半导体薄膜包括 CH₃NH₃SnI₃(禁带宽度：1.1ev)、CH₃NH₃Sn_0.9Pb_0.1I₃(禁带宽度：1.18ev)，用于吸收太阳光 能谱中波长较长的光。

4.一种机械叠层钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)底层太阳能电池的制备方法:(a)利用旋涂法、喷雾热解法、原子层沉积法在清洗洁 净的FTO导电玻璃上沉积二氧化钛致密层，并在400-500℃退火处理40-80min,获得厚度为 40-80nm的二氧化钛致密层；(b)采用旋涂法、丝网印刷法在二氧化钛致密层上制备二氧化钛 介孔层，并在500-550℃退火处理40-80min，获得厚度为500-1000nm的二氧化钛介孔层； (c)采用旋涂法、丝网印刷法、刮涂法、喷雾沉积法在二氧化钛介孔层上制备钙钛矿吸光层， 并在90-110℃干燥30-50min,获得厚度为500-1000nm的窄带隙钙钛矿吸光层；(d)采用丝 网印刷法、刮刀涂布法在钙钛矿吸光层上制备碳电极，并在100-120℃干燥30-50min，获得 厚度为5-25μm的碳电极。

(2)顶层太阳能电池的制备方法：(a)利用旋涂法、喷雾热解法、原子层沉积法在清洗洁 净的FTO导电玻璃上沉积二氧化钛致密层，并在400-500℃退火处理40-80min,获得厚度为 40-80nm的二氧化钛致密层；(b)采用旋涂法、丝网印刷法在二氧化钛致密层上制备二氧化 钛介孔层，并在500-550℃退火处理40-80min，获得厚度为500-1000nm的二氧化钛介孔层； (c)采用旋涂法、丝网印刷法、刮涂法、喷雾沉积法在二氧化钛介孔层上制备钙钛矿吸光层， 并在90-110℃干燥30-50min,获得厚度为500-1000nm的宽带隙钙钛矿吸光层；(d)采用丝 网印刷法、刮涂法、滚涂法在钙钛矿吸光层上制备纳米银线透明导电油墨，并在120-130℃ 干燥3-5min，获得厚度为500-900nm的纳米银线透明导电油墨电极。

(3)顶层太阳能电池与底层太阳能电池的结合的方法：顶层太阳能电池的透明导电玻璃 面朝下，底层太阳能电池的透明导电玻璃面朝上，利用无影胶、透明环氧结构胶、3M透明双 面胶将两个玻璃面紧密连接在一起。从顶层太阳电池引出一对电极，同时从底层太阳电池引 出另一对电极，构成四个电极端点的机械叠层钙钛矿太阳能电池。