[发明专利]一种三元混合溶剂的钙钛矿太阳电池制备方法

权利要求书

1.一种三元混合溶剂的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、以碘化铅、甲脒基碘和碘化铯为溶质，以γ-丁内酯、二甲基亚砜和N,N-二甲基甲酰胺为三元混合溶剂制备混合溶液；其中γ-丁内酯、二甲基亚砜和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为：(0-1)：(0.4～1)：(0～4)；将混合溶液搅拌均匀并过滤得到钙钛矿前驱液；

步骤S1中，溶质碘化铅、甲脒基碘和碘化铯的摩尔比为1：(0.85～1)：(0～0.15)；将溶质按照1.1～1.3mol/L的浓度溶解在三元混合溶剂中；混合溶液搅拌温度为55～65℃；

S2、清洗并干燥FTO玻璃基底；

步骤S2中，分别以丙酮、异丙醇、乙醇和超纯水作为清洗液超声清洗FTO玻璃基底，每类清洗液清洗时间20min；FTO玻璃基底清洗后，用氮气吹干备用；

S3、在FTO玻璃基底上留出蒸镀电极正极位置，固定在器皿内，在FTO玻璃基底上制备TiO₂电子传输层；

S4、将钙钛矿前驱液涂布在TiO₂电子传输层上，制得钙钛矿吸收层；

S5、在钙钛矿吸收层上制备Spiro-OMeTAD空穴传输层；

S6、在Spiro-OMeTAD空穴传输层和FTO玻璃基底上蒸镀电极，制得三元混合溶剂钙钛矿太阳电池。

2.根据权利要求1所述的一种三元混合溶剂的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，步骤S3中，紫外臭氧处理FTO玻璃基底10～15min后留出蒸镀电极正极位置；制备TiO₂电子传输层的具体步骤为：将稀释后的TiCl₄淹没FTO玻璃基底后恒温反应，在FTO玻璃基底上沉积出TiO₂电子传输层。

3.根据权利要求2所述的一种三元混合溶剂的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，稀释TiCl₄时，TiCl₄溶液温度保持为0℃，稀释至TiCl₄和水的体积比为(0.02～0.0225)：1；恒温反应温度为65～75℃，反应时间为50～60min。

4.根据权利要求1所述的一种三元混合溶剂的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，步骤S4中，制备钙钛矿传输层的具体步骤为：清洗涂布有TiO₂电子传输层的FTO玻璃基底后进行第一次退火处理和紫外臭氧处理，移取钙钛矿前驱液通过旋涂法均匀涂布在TiO₂电子传输层上，钙钛矿前驱液用量与TiO₂电子传输层的面积关系为9.6～11μL/cm²；旋涂后进行第二次退火处理并冷却，制得钙钛矿吸收层。

5.根据权利要求4所述的一种三元混合溶剂的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，步骤S4中，第一次退火处理温度为180～200℃，时间20～30min；紫外臭氧处理时间为5～10min；旋涂工艺分为两个阶段，依次为1000～2000rmp，5～15s和3500～4500rpm，35～45s；在距离第二阶段结束剩于20～25s时，滴加100～150μL氯苯在钙钛矿前驱液表面；第二次退火处理温度为100～160℃，时间为10～60min；退火后冷却至室温。

6.根据权利要求1所述的一种三元混合溶剂的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，步骤S5中，将Spiro-OMeTAD溶液通过旋涂工艺涂布在钙钛矿吸收层，Spiro-OMeTAD溶液用量与钙钛矿薄膜面积关系为8～9.6μL/cm²，旋涂工艺分为两个阶段：2000～4000rmp，0s和5000～6000rpm，25～50s；旋涂后避光干燥保存5～6h，制得Spiro-OMeTAD空穴传输层。