[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：提供一ITO透明导电衬底，多次旋涂含有不同浓度和不同尺寸的金属纳米线以及金属纳米颗粒的PEDOT:PSS溶液，进行第一次退火处理，以形成一PEDOT:PSS复合空穴传输层；接着在所述空穴传输层上旋涂钙钛矿前驱体溶液，接着进行第二次退火处理，以形成一钙钛矿功能层；接着在所述钙钛矿功能层上旋涂含有不同浓度和尺寸的铝纳米颗粒的PCBM溶液，接着进行第三次退火处理，以形成一PCBM复合电子传输层；接着在所述PCBM复合电子传输层上蒸镀金属铝电极。本发明的钙钛矿太阳能电池具备优异的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

随着石油、煤炭等矿物资源的日益枯竭，导致相应价格的大幅度上涨，进而阻碍科技的发展与进步。太阳能由于其取之不尽、用之不竭、地域性限制小、绿色清洁、安全无污染等优点越来越受到人们的重视。基于光生伏特效应将太阳能转换为电能的太阳能电池是利用太阳能的主要途径之一。目前，太阳能电池包括晶硅太阳能电池、砷化镓太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、有机无机杂化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等，其中，钙钛矿太阳能电池已经得到了长足的发展。如何进一步改善钙钛矿太阳能电池的结构，以提高其光电转换效率，是业界非常关注的问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)提供一ITO透明导电衬底，在所述ITO透明导电衬底上旋涂含有第一金属纳米线的第一PEDOT:PSS溶液，所述第一金属纳米线的浓度为1-1.5mg/ml，所述第一金属纳米线的长度为300-600纳米，所述第一金属纳米线的直径为30-50纳米；

2)接着在所述ITO透明导电衬底上旋涂含有第二金属纳米线的第二PEDOT:PSS溶液，所述第二金属纳米线的浓度为0.8-1.2mg/ml，所述第二金属纳米线的长度和直径分别小于所述第一金属纳米线的长度和直径，且所述第二金属纳米线的长度为200-500纳米，所述第二金属纳米线的直径为20-40纳米；

3)接着在所述ITO透明导电衬底上旋涂含有第三金属纳米线的第三PEDOT:PSS溶液，所述第三金属纳米线的浓度为0.5-1mg/ml，所述第三金属纳米线的长度和直径分别小于所述第二金属纳米线的长度和直径，且所述第三金属纳米线的长度为150-300纳米，所述第三金属纳米线的直径为10-20纳米；

4)接着在所述ITO透明导电衬底上旋涂含有第一金属纳米颗粒的第四PEDOT:PSS溶液，所述第一金属纳米颗粒的浓度为0.2-0.4mg/ml，所述第一金属纳米颗粒的粒径为2-4纳米，接着进行第一次退火处理，以形成一PEDOT:PSS复合空穴传输层；

5)接着在所述空穴传输层上旋涂钙钛矿前驱体溶液，接着进行第二次退火处理，以形成一钙钛矿功能层；

6)接着在所述钙钛矿功能层上旋涂第一PCBM溶液；

7)接着在所述钙钛矿功能层上旋涂含有第一铝纳米颗粒的第二PCBM溶液，所述第一铝纳米颗粒的浓度为0.3-0.6mg/ml，所述第一铝纳米颗粒的直径为3-8纳米；

8)接着在所述钙钛矿功能层上旋涂含有第二铝纳米颗粒的第三PCBM溶液，所述第二铝纳米颗粒的浓度为1-1.5mg/ml，所述第二铝纳米颗粒的直径为9-15纳米，接着进行第三次退火处理，以形成一PCBM复合电子传输层；

9)接着在所述PCBM复合电子传输层上蒸镀金属铝电极。