[发明专利]一种无光磁滞效应的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种无光磁滞效应的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述电池自下而上依次为：透明衬底层、透明阳极层、空穴传输层、钙钛矿吸光层、复合电子传输层、空穴阻挡层、金属阴极层。

2.根据权利要求1所述的一种无光磁滞效应的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述钙钛矿吸光层中所用的材料为钙钛矿晶体CH₃NH₃PbI₃；所述空穴传输层材料为PEDOT：PSS；所述金属阴极材料为Al、Ag、Au中的一种；所述透明阳极材料为ITO；所述透明衬底材料为透明玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种无光磁滞效应的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述复合电子传输层为两层结构，下层为PC₇₁BM富勒烯衍生物，上层为C₆₀。

4.根据权利要求1所述的一种无光磁滞效应的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述空穴阻挡层材料为有机小分子材料BCP。

5.根据权利要求1所述的一种无光磁滞效应的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述空穴传输层的厚度为25 nm，钙钛矿吸光层的厚度为100~300 nm，复合电子传输层的厚度为30~50 nm，空穴阻挡层的厚度为10 nm，金属阴极层的厚度为120 nm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种无光磁滞效应的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）透明阳极层的制备：在ITO导电玻璃的阳极层上刻蚀出刻蚀槽，然后清洗干净后用氮气吹干并进行15min的UV处理；

2）空穴传输层的制备：在经UV处理后的干净ITO导电玻璃上以3500rpm的转速旋涂PEDOT:PSS，旋涂时间为60s，然后在空气中120℃退火1小时的处理，形成空穴传输层；

3）钙钛矿吸光层的制备：在手套箱中，以1000~2500rpm的转速将CH₃NH₃PbI₃溶液旋涂到PEDOT：PSS层上，旋涂时间为60s，在旋涂32s时迅速滴涂甲苯，然后室温条件下自然晾干5min后进行100℃退火3~15分钟的处理，形成钙钛矿吸光层；

4）复合电子传输层制备：将退火的片子冷却后，将PC₇₁BM富勒烯衍生物溶液旋涂到吸光层上，采用的旋涂速度为1000~8000 rpm， 旋涂时间为30s；然后利用真空蒸渡设备在PC₇₁BM上蒸渡C₆₀，形成复合电子传输层结构，C₆₀厚度为1nm~50nm，蒸渡的速率为0.03nm/s，其蒸渡的气压环境小于3×10^-4 Pa；

5）空穴阻挡层的制备：利用真空蒸渡设备在C₆₀上蒸渡有机小分子材料BCP，形成空穴阻挡层，空穴阻挡层的厚度为10 nm，蒸渡的速率为0.03nm/s，其蒸渡的气压环境小于3×10^-4Pa；

6）金属阴极层的制备：利用真空蒸渡设备在空穴阻挡层上蒸渡金属，形成金属阴极层，金属阴极层的厚度为80nm~120nm，蒸渡速率为0.8nm/s,其蒸渡的气压环境小于3×10^-4 Pa。

7.根据权利要求6所述一种无光磁滞效应的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：在步骤3）中，CH₃NH₃PbI₃溶液通过如下方法进行制备得到：将PbI₂和CH₃NH₃I按摩尔比1:1溶于γ-丁内酯（GBL）与二甲亚砜（DMSO）溶液中，两种溶剂的体积比为7:3，混合后的溶液在60℃温度下均匀搅拌2小时，制得浓度为1 mol/L的CH₃NH₃PbI₃溶液。

8.根据权利要求6所述一种无光磁滞效应的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：在步骤4）中，PC₇₁BM富勒烯衍生物溶液通过如下方法进行制备：将富勒烯衍生物PC₇₁BM分散在二氯苯中，使其浓度为20mg/mL，在常温下搅拌24h即可。

9.根据权利要求6所述一种无光磁滞效应的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤3）中，所述手套箱内为有氧或无氧环境，湿度为0-45%。