[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于：包括从下至上依次层叠的导电玻璃或柔性衬底（1）、NiO_x空穴传输层（2）、钙钛矿吸收层（3）、电子传输层（4）、缓冲层（5）和金属电极层（6），所述NiO_x空穴共掺杂有上转换颗粒Yb³⁺和Er³⁺、Ho³⁺、Tm³⁺中的一种。

2.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、导电玻璃或柔性衬底(1)的处理：将导电玻璃或柔性衬底进行紫外臭氧处理待用；

B、NiO_x空穴传输层(2)的制备：

将氧化镍、氧化镱、氧化铒或氧化钬或氧化铥溶于酸，得到相应的盐溶液并混合，加入碱性溶液，调节PH为9-11得到悬浊液，将悬浊液离心洗剂得到粉末，将粉末烘干后再进行煅烧，得到掺杂有上转换Yb³⁺和Er³⁺或Ho³⁺或Tm³⁺的氧化镍纳米颗粒；

将得到的掺杂有上转换离子的NiO_x纳米颗粒加入溶剂中超声分散，配制成第一前驱液，再将步骤A得到的玻璃或柔性衬底(1)上涂布前驱液，涂布完毕，将掺杂上转换离子的氧化镍层朝上进行加热退火处理，自然冷却至室温，形成掺杂有上转换离子的NiO_x空穴传输层(2)；

C、钙钛矿吸收层(3)的制备：将卤化铅与卤化甲基胺溶于有机溶剂中，配置得到第二前驱液，并涂布于步骤B中形成的NiO_x空穴传输层(2)上，在加热板上退火处理，得到钙钛矿吸收层(3)；

D、电子传输层(4)的制备：将富勒烯衍生物溶于氯苯中，并加热搅拌溶解得到第三前驱液，并涂布于步骤C中处理得到的钙钛矿吸收层(3)上，并在加热板上退火处理后得到电子传输层(4)；

E、缓冲层(5)的制备：将BCP加入甲醇中搅拌得到过饱和溶液，并涂布于步骤D中得到的电子传输层(4)上，然后在加热板上退火处理得到缓冲层(5)；

F、金属电极层(6)的制备:将步骤E中得到的缓冲层(5)置于真空蒸镀室中，真空度达到1×10^-4 Pa以上，并在缓冲层(5)表面上蒸镀Au、Ag或Al，形成金属电极层(6)。

3.根据权利要求2所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：

在步骤A中，所述导电玻璃或柔性衬底的导电层为FTO或ITO，柔性衬底为聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙醇酯、聚对苯二甲酸乙醇酯或聚酰亚胺的一种，紫外臭氧处理时间为5-30min；

在步骤B中，所述干燥温度为60-120℃，时间为8-12h;所述煅烧温度为250-500℃，时间为1-4h;所述退火处理温度为100-200℃，时间为10-30min；

在步骤C中，加热板温度控制在100-120℃，退火时间控制在10-30min；

在步骤D中，所述加热搅拌溶解温度控制在40-50℃，所述加热板温度控制在60-80℃，退火时间控制在10-30min；

在步骤E中，所述加热板温度控制在60-80℃，退火时间控制在10-30min。

4.根据权利要求2所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：在步骤B中，掺杂的上转换颗粒为Yb³⁺和Er³⁺、Ho³⁺、Tm³⁺中的一种，掺杂原子数Yb：Ni=15-25:100， Er：Ni=2-5:100，Ho:Ni=2-5:100，Tm:Ni=2-5:100，所述盐溶液浓度均为0.05-0.2mol/L，所述氧化镍在所述第一前驱液中的浓度为0.5-3mg/ml。

5.根据权利要求4所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述酸为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求2所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：在步骤C中，所述卤化铅和卤化甲基胺摩尔比为1：0.75-1：3，所述第二前驱液中的铅离子浓度为0.5-2mol/L。