[发明专利]一种新型杂化太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种新型杂化太阳能电池，其特征在于，器件由下到上依次包括透明衬底、复合底电极层、空穴传输层、有机无机杂化钙钛矿光敏层CH₃NH₃PbCl_XI_3-X、电子传输层和反射电极层。

2.如权利要求1所述的一种新型杂化太阳能电池，其特征在于，所述的透明衬底为玻璃衬底或者柔性透明衬底。

3.如权利要求1所述的一种新型杂化太阳能电池，其特征在于，所述的复合底电极层为MoO₃/Ag/MoO₃， MoO₃、Ag、MoO₃的厚度分别为20-50 nm、10-15 nm、20-50 nm。

4.如权利要求1所述的一种新型杂化太阳能电池，其特征在于，所述的空穴传输层为PEDOT:PSS，空穴传输层厚度20-50 nm。

5.如权利要求1所述的一种新型杂化太阳能电池，其特征在于，所述的有机无机杂化钙钛矿光敏层CH₃NH₃PbCl_XI_3-X厚度为100-1000 nm。

6.如权利要求1所述的一种新型杂化太阳能电池，其特征在于，所述的电子传输层为C₆₀、C₇₀或者PCBM中的一种，电子传输层厚度为30-50 nm；所述的电极修饰层为Bphen、BCP或者AlQ₃中的一种，电极修饰层厚度5-10 nm。

7.如权利要求1所述的一种新型杂化太阳能电池，其特征在于，所述的反射电极层为Al电极、Ag电极、Au电极中的一种，所述反射电极层的厚度为100-200 nm。

8.如权利要求1所述的一种新型杂化太阳能电池的制备方法,其特征在于，器件的制备包括以下步骤：

(1) 透明衬底预处理：透明衬底采用丙酮、玻璃清洗剂依次清洗，然后在丙酮、去离子水、异丙醇中各超声处理10分钟，用氮气吹干后紫外灯照射处理10分钟待用；

(2) 复合底电极层制备：真空镀膜机中，真空度小于5×10^-4的真空条件下，在透明衬底上通过热蒸发的方法依次沉积一层20-50 nm的MoO₃、10-20 nm的Ag、20-50 nm的MoO₃，形成MoO₃/Ag/MoO₃底电极；各层的沉积厚度通过石英晶振片监控，沉积速率控制在0.05 nm/s；

(3) 空穴传输层制备： 在MoO₃/Ag/MoO₃底电极上，采用旋转涂覆的方法生长一层PEDOT:PSS空穴传输层，涂覆完毕后在120℃加热板上退火20分钟；

(4) 有机无机杂化钙钛矿光敏层制备：室温下配置有机无机杂化钙钛矿前驱体溶液，将定量的CH₃NH₃I、PbX₂(式中X为Cl或I）)在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中溶解，60℃条件下加热12小时至溶解充分，得到有机无机杂化钙钛矿前驱体溶液；利用匀胶机将前驱体溶液旋转涂覆在空穴传输层上；在100℃的加热板上退火处理30-120分钟，去除残留溶剂并制得结晶性能良好的有机无机杂化钙钛矿光敏层；

(5)电子传输层制备：真空度小于5×10^-4的真空条件下，在有机无机杂化钙钛矿光敏层上通过热蒸发的方法或者旋转涂覆的方法生长一层30-50 nm的C₆₀、C₇₀或者 PCBM作为电子传输层；

(6)电极修饰层制备：在电子传输层上通过热蒸发的方法或者旋转涂覆的方法生长一层5-10 nm的Bphen、BCP或者AlQ₃作为电极修饰层；

(7)反射电极层制备：在电极修饰层上通过热蒸发的方法沉积一层100-200 nm的Al、Ag或者Au作为反射电极层，获得杂化太阳能电池。