[发明专利]含氯氧化镍纳米颗粒作为空穴传输层的钙钛矿电池及其制备方法

权利要求书

1.含氯氧化镍纳米颗粒作为空穴传输层的钙钛矿电池，其特征在于，所述钙钛矿电池从下至上依次为透明导电玻璃(1)、空穴传输层(2)、钙钛矿吸收层(3)、电子传输层(4)、修饰层(5)和电极(6)；其中空穴传输层(2)由平均颗粒尺寸≤10nm的含氯氧化镍纳米颗粒组成；含氯氧化镍纳米颗粒以氧化镍为中心，氧化镍表面吸附有氯离子。

2.根据权利要求1所述的含氯氧化镍纳米颗粒作为空穴传输层的钙钛矿电池，其特征在于，制备含氯氧化镍的纳米颗粒由氯化铵提供氯源。

3.含氯氧化镍纳米颗粒作为空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制备含氯氧化镍纳米颗粒分散液；

将六水硝酸镍、尿素和氯化铵溶解于水中，制得前驱体溶液；将前驱体溶液依次经过沉淀、离心、干燥和煅烧后，制得含氯氧化镍的纳米颗粒，将含氯氧化镍的纳米颗粒溶解于异丙醇和超纯水的混合溶液中制得含氯氧化镍纳米颗粒分散液；

步骤2、清洗并吹干FTO基底玻璃，制得FTO玻璃衬底；

步骤3、将步骤1制备的含氯氧化镍纳米颗粒分散液涂布在FTO玻璃衬底上，制得空穴传输层；

步骤4、在空穴传输层上制备钙钛矿吸收层；

步骤5、在钙钛矿吸收层上制备电子传输层；

步骤6、在电子传输层上蒸镀修饰层；

步骤7、在修饰层上蒸镀电极。

4.根据权利要求3所述的含氯氧化镍纳米颗粒作为空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤1中，六水硝酸镍、尿素和氯化铵的摩尔比为1:(2-6):1；将前驱体溶液干燥后得到前驱体沉淀，前驱体沉淀离心后将离心产物干燥，研磨干燥产物后煅烧，研磨煅烧产物制得含氯氧化镍的纳米颗粒；异丙醇和超纯水按照体积比1:3混合制得混合溶液；含氯氧化镍纳米颗粒分散液的浓度为10～20mg/mL。

5.根据权利要求4所述的含氯氧化镍纳米颗粒作为空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，前驱体溶液的干燥温度为80～120℃，干燥时间为1～2h；前驱体沉淀离心速度为2000～5000rpm/s，离心时间为3～10min；离心产物干燥温度为45～80℃，干燥时间为5～24h；干燥产物在270～400℃下煅烧1～2h。

6.根据权利要求3所述的含氯氧化镍纳米颗粒作为空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，通过旋涂法将含氯氧化镍纳米颗粒分散液涂布在FTO玻璃衬底上，并在100～200℃的范围内退火处理10～20min；其中旋涂转速为1000～2000rpm/s，旋涂时间为40～60s。

7.根据权利要求3所述的含氯氧化镍纳米颗粒作为空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤4中，钙钛矿吸收层的材料为ABX₃钙钛矿晶体，其中A为CH₃NH₃⁺、H₂N-CH＝NH₂⁺、C₃H₁₁SN₃²⁺、Cs⁺或(CH₃)₄N⁺，B为Pb²⁺、Ge⁴⁺或Sn²⁺；X为Cl^-、Br^-或I^-。

8.根据权利要求3所述的含氯氧化镍纳米颗粒作为空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤5中，将PCBM溶解在氯苯溶液中，制备浓度为 20mg/mL的PCBM氯苯溶液，将PCBM氯苯溶液通过旋涂法旋涂在钙钛矿吸收层上，制得电子传输层，其中旋涂速度为1000～2000rpm/s，旋涂时间为40～60s。

9.根据权利要求3-8任意一项所述的含氯氧化镍纳米颗粒作为空穴传输层的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，步骤6中，修饰层的材料选用BCP、C₆₀或LiF，修饰层的厚度为步骤7中，电极选用Ag或Al或石墨材料，电极的厚度为