[发明专利]一种柔性钙钛矿太阳能电池的刮涂制备方法有效
申请号: | 201710506286.4 | 申请日: | 2017-06-28 |
公开(公告)号: | CN107275494B | 公开(公告)日: | 2021-06-04 |
发明(设计)人: | 高集舒;徐保民;胡杭;陈佳邦;刘畅;武建昌 | 申请(专利权)人: | 南方科技大学 |
主分类号: | H01L51/48 | 分类号: | H01L51/48;H01L51/00 |
代理公司: | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人: | 潘登 |
地址: | 518000 广东省*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 柔性 钙钛矿 太阳能电池 制备 方法 | ||
1.柔性钙钛矿太阳能电池的刮涂制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
采用刮涂法在柔性导电基底上依次制备电子传输层、钙钛矿层和空穴传输层;
其中,在电子传输层上刮涂钙钛矿前驱体溶液,然后于90℃~95℃退火10min~30min,从而在电子传输层上得到钙钛矿层,刮涂时,电子传输层的温度为130℃~135℃,钙钛矿前驱体溶液的温度为80℃~90℃,所述钙钛矿前驱体溶液通过如下方法制备得到:将乙酸铅和甲基胺碘按摩尔比1:1的比例混合,溶解在N,N-二甲基甲酰胺DMF中;
在钙钛矿层上刮涂空穴传输层的溶液,然后于110℃~120℃退火15min~20min,从而在钙钛矿层上得到空穴传输层,刮涂时,钙钛矿层的温度为60℃~70℃。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括在空穴传输层上制备背电极的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述背电极为金属电极或碳电极中的任意一种或两种的组合。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)在柔性导电基底上刮涂电子传输层的溶液,然后静置干燥,从而在柔性导电基底上制备得到电子传输层;
其中,刮涂时,柔性导电基底的温度为25℃~30℃,刮涂速度为18mm/s~25mm/s,刮刀高度为65μm~80μm;
(2)在电子传输层上刮涂钙钛矿前驱体溶液,然后于90℃~95℃退火10min~30min,从而在电子传输层上得到钙钛矿层;
其中,刮涂时,电子传输层的温度为130℃~135℃,钙钛矿前驱体溶液的温度为80℃~90℃,所述钙钛矿前驱体溶液通过如下方法制备得到:将乙酸铅和甲基胺碘按摩尔比1:1的比例混合,溶解在N,N-二甲基甲酰胺DMF中,刮涂速度为速度15mm/s~20mm/s,刮刀高度为50μm~80μm;
(3)在钙钛矿层上刮涂空穴传输层的溶液,然后于110℃~120℃退火15min~20min,从而在钙钛矿层上得到空穴传输层;
其中,刮涂时,钙钛矿层的温度为60℃~70℃加热,刮涂速度为20mm/s~25mm/s,刮刀高度为50μm~60μm;
(4)在空穴传输层上制备背电极,得到柔性钙钛矿太阳能电池。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述柔性导电基底的尺寸为(2cm~4cm)×(2cm~4cm)。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述柔性导电基底为带有铟锡氧化物ITO的透明高分子膜。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述柔性导电基底为聚萘二甲酸乙二醇酯PEN/ITO、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET/ITO或聚酰亚胺PI/ITO中的任意一种。
8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述空穴传输层的溶液为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸PEDOT:PSS、聚苯乙烯磺酸PSSA和异丙醇的混合溶液。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述空穴传输层的前驱体溶液中,PEDOT:PSS、PSSA和异丙醇的质量比为1:(0.25~0.5):(3~5)。
10.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述空穴传输层的溶液在使用之前经过过滤。
11.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述空穴传输层的溶液的体积用量与柔性导电基底的面积之比为35μL/(1.5cm×1.5cm)。
12.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述钙钛矿前驱体溶液的浓度为500mg/ml~600mg/ml。
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