[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，属于太阳能电池领域。本发明引入铵盐作添加剂制备钙钛矿太阳能电池，有利于调控CH₃NH₃PbI₃钙钙钛矿吸光层薄膜的形貌和结晶性，增大钙钛矿晶粒，减少钙钛矿层的陷阱，减少电子空穴复合，增大了载流子分离传输，提高电池的空气稳定性和工艺可重复性，且不会降低光电转换效率。实施例的数据表明，本发明提供的钙钛矿太阳能电池在空气中放置450小时后的PSCs效率从17.65％降到16.31％，效率仍能保持90％以上。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

当今世界，由于能源枯竭和环境污染问题日趋严重，人们开始迫切希望开发和利用新能源，在各种新能源中，太阳能作为一种清洁、环保、廉价的可再生能源无疑是最理想的能源之一。对太阳能的利用可以有很多的途径，其中光电转换收到了人们的广泛关注。目前，太阳能电池约85％的市场份额由硅太阳能电池占据，但是由于其高昂的价格，严重制约了其应用前景。近年来，钙钛矿太阳能电池作为一种新型太阳能电池吸引了众多科研工作者的关注，自2009年首次报道以来，在几年的时间里其光电转换效率从3.8％提升至22.1％。所以钙钛矿太阳能电池已然成为光电领域最具发展潜力的今日之星，未来之星。

钙钛矿太阳能电池一般由透明导电玻璃、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、金属对电极五个部分组成。传统制备方法得到的钙钛矿太阳能电池存在空气稳定性差的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。本发明制得的钙钛矿太阳能电池在室温条件下保存450h以上，电池具有优异的稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤:

(1)将导电基底依次用洗涤剂、丙酮、异丙醇、乙醇和去离子水超声清洗，然后用氮气吹干，得到预处理基底；

(2)将氧化锌前驱体溶液旋涂在所述预处理基底表面，形成氧化锌电子传输层；

(3)在所述氧化锌电子传输层表面沉积PbI₂薄膜后浸泡含有铵盐和甲基碘化胺的异丙醇溶液中，然后进行退火处理，形成CH₃NH₃PbI₃钙钛矿吸光层；

(4)在所述CH₃NH₃PbI₃钙钛矿吸光层表面旋涂空穴传输层前驱体溶液后氧化，形成空穴传输层，所述空穴传输层前驱体溶液包括2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、氯苯、锂盐和四叔丁基吡啶；

(5)在所述空穴传输层表面沉积Au作为对电极，得到钙钛矿太阳能电池。

优选地，所述步骤(3)中铵盐为NH₄SCN或NH₄Cl。

优选地，所述步骤(3)中铵盐在异丙醇溶液中的质量浓度为(0,5％]。

优选地，所述步骤(3)中浸泡的时间为5～10min。

优选地，所述步骤(3)中浸泡后还包括：用异丙醇清洗浸泡产物。

优选地，所述步骤(3)中退火处理的温度为90～100℃，所述退火处理的时间为5～10min。

优选地，所述步骤(4)中氧化时空气的相对湿度小于40％。

优选地，所述步骤(4)中氧化的时间为24～36h。