[发明专利]钙钛矿-纳米锗颗粒有机-无机复合太阳能电池的制备

权利要求书

1.一种基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

（1）在掺氟的二氧化锡(FTO)导电玻璃上制备二氧化钛(TiO₂)电子传输层；

（2）采用超声喷涂方法在所述电子传输层上喷涂制备钙钛矿-纳米锗颗粒复合活性层；

（3）在所述复合活性层上沉积一层P型有机导电层；

（4）在所述P型有机导电层上沉积金属电极层。

2.如权利要求1所述的基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，所述钙钛矿-纳米锗颗粒复合活性层采用纳米锗颗粒-甲基碘化铵(CH₃NH₃I)-氯化铅(PbCl₂)-二甲基甲酰胺(DMF)混合溶液作为前驱液；所述钙钛矿-纳米锗颗粒复合活性层由纳米锗颗粒和CH₃NH₃PbI_3-xCl_x组成，其中纳米锗颗粒嵌入CH₃NH₃PbI_3-xCl_x的晶格网络中，纳米锗颗粒在所述钙钛矿-纳米锗颗粒复合活性层中的体积百分比为20-40%。

3.如权利要求2所述的基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，所述纳米锗颗粒采用平行板电容耦合等离子体增强化学气相沉积法制备。

4.如权利要求3所述的基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，所述纳米锗颗粒的直径为5-8nm，其内部结晶成分占纳米锗颗粒的体积百分比为20-90%。

5.如权利要求1所述的基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述电子传输层的制备方法包括：采用旋涂法在FTO导电玻璃上制备所述电子传输层，转速为2500-2800转每分钟，时间40-45秒，预退火处理温度为110℃，时间为15分钟，然后进行500℃退火，时间为30分钟。

6.如权利要求2所述的基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用超声喷涂法制备钙钛矿-纳米锗颗粒复合活性层，采用纳米锗颗粒-CH₃NH₃I- PbCl₂- DMF混合溶液作为前驱液，流量为0.5ml/min，喷头距衬底高度为60-90mm，喷头功率为1.5-2.5W，超声频率为120kHz，衬底加热温度为70-75℃，载气为氮气，氮气的压强为0.02-0.05MPa；所述钙钛矿-纳米锗颗粒复合活性层的厚度为400-600nm。

7.如权利要求6所述的基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述前驱液的制备方法包括以下步骤：

（1）将15mg的纳米锗颗粒和30mg的CH₃NH₃I溶解到1ml的二甲基酰胺DMF溶液中，加热搅拌3-4小时，加热温度为75℃；

（2）将36.84mg的PbCl₂与33.16mg的CH₃NH₃I溶入到上述步骤（1）溶液中，然后加热搅拌，温度为75℃，充分搅拌10-12小时。

8.如权利要求3所述的基于钙钛矿-纳米锗颗粒的有机-无机复合太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述纳米锗颗粒的工艺参数为：功率电源频率为13.56MHz，辉光功率密度为1-1.5W/cm²，腔室压强为120 - 160 Pa , 反应气源为氢气(H₂)和锗烷(GeH₄)的混合气体，其中GeH₄流量为1-1.5sccm，H₂流量为30-45sccm，电极板间距为2.2cm，辉光反应时间为15-20分钟。