[发明专利]一种全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种全无机钙钛矿太阳能电池，其特征在于，全无机钙钛矿太阳能电池器件结构由下到上依次包括衬底、阴极层、厚度为10～30nm的SnO₂电子传输层、厚度为10～30nm的ZnO电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层、阳极修饰层和阳极层。

2.根据权利要求1所述的全无机钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿光吸收层为CsPbI_3-xBr_x，0≤x≤3；所述钙钛矿光吸收层的厚度为300～400nm。

3.根据权利要求1或2所述的全无机钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述衬底为玻璃或透明塑料薄膜；所述阴极层为铟掺杂的氧化锡薄膜、氟掺杂的氧化锡薄膜、铝掺杂的氧化锌薄膜、金属银或金薄膜中的一种。

4.根据权利要求3所述的全无机钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层为掺杂有4-叔丁基吡啶和双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐的2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴薄膜；所述阳极修饰层为氧化钼薄膜；所述阳极层为金属银。

5.权利要求1～4任一项所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在衬底上通过溶液加工法或真空蒸镀法制备阴极层；

(2)将SnO₂溶液通过溶液加工法在阴极层上形成SnO₂电子传输层；

(3)取ZnO纳米粒子的正丁醇溶液，然后通过溶液加工法在步骤(2)制得的SnO₂电子传输层上形成ZnO电子传输层，再在145～155℃热退火处理25～30min；

(4)在步骤(3)制得的经过热退火处理的ZnO电子传输层上通过溶液加工法或真空蒸镀法依次形成钙钛矿光吸收层、空穴传输层、阳极修饰层和阳极层，得到所述全无机钙钛矿太阳能电池。

6.根据权利要求5所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述钙钛矿光吸收层的制备步骤为：首先按CsPbI_3-xBr_x，0≤x≤3的分子式，在CsBr、PbI₂、CsI和PbBr₂中选择对应的原料混合，再溶于有机溶剂形成钙钛矿前驱体溶液，将钙钛矿前驱体溶液涂覆在ZnO电子传输层上，先在50～55℃下加热40s～1min后再在240～260℃下加热10s～1min，形成钙钛矿光吸收层。

7.根据权利要求6所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或两种以上，所述钙钛矿前驱体溶液的浓度为1.0～1.5mol L^-1。

8.根据权利要求5所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的SnO₂溶液为15wt％的SnO₂胶体分散体，步骤(3)所述ZnO纳米粒子的正丁醇溶液的浓度为5mg mL^-1。

9.根据权利要求5所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)、(2)、(3)和(4)所述的溶液加工法为旋涂、刷涂、喷涂、浸涂、辊涂、丝网印刷、印刷和喷墨打印中的一种。

10.根据权利要求5所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(4)所述真空蒸镀法的真空度为10^-6～10^-7Pa。