[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池

说明书

本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池，其结构自下而上为，玻璃、阳极ITO、阳极修饰层氧化镍、活性层FAPb_0.75Sn_0.25I₃、第一阴极修饰层PC₆₀BM、第二阴极修饰层BCP，阴极银。因为锡元素的部分替代，降低了电池的毒性，由于合适的锡铅比例，可以得到较高的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池的结构、制备方法，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池的结构、制备方法。

背景技术

伴随着人类工业和经济的巨大进步，一些全球性问题越来越凸显出来，其中迫在眉睫的就是能源危机。化石燃料的可用年限预计只能再使用百余年，并且化石燃料造成的污染和全球气候变暖问题也是化石燃料带给人们的另一个困扰。人们在寻找各种新能源，其中太阳能作为一种可再生的能源形式，具有取之不尽、用之不竭的特点，并且是一种绿色能源。太阳能电池能够将太阳能转换为电能，得到了科学家的广泛研究。近年来，钙钛矿太阳能电池发展迅速，为太阳能的利用提供了更多的可能，人们期待着钙钛矿太阳能电池能够打开太阳能利用的新局面。

传统的钙钛矿活性层中的金属元素通常是铅，导致了钙钛矿电池的高毒性，为了降低毒性，科研人员用锡元素替代了部分的铅元素，降低了钙钛矿电池的毒性，但是由于没有找到合适的锡、铅的比例，性能仍然偏低，为了提高这种含锡钙钛矿电池的光电转化效率，需要探索更合适的锡、铅比例，保证低毒和性能之间的权衡。

发明内容

本发明的目的是提供一种钙钛矿太阳能电池，其具有低毒性和高性能。

所述钙钛矿太阳能电池的器件结构自下而上包括衬底、阳极、阳极修饰层、活性层、阴极修饰层、阴极。

所述衬底为玻璃，所述阳极为ITO(氧化铟锡)，所述阳极修饰层为氧化镍(NiOx)，所述活性层为FAPb_0.75Sn_0.25I₃(FA代表NH₂CH＝NH₂基团)，所述阴极修饰层PC₆₀BM([6，6]-苯基 -C61-丁酸甲酯)和BCP(2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲啰啉)，所述阴极为银。

本发明还提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法。

相对于传统的钙钛矿电池，其毒性大大降低，并且因为找到了更合适的锡、铅元素的比例，提高了电池性能，得到了一种低毒性高性能的电池。

附图说明

图1是本发明实施例的钙钛矿太阳能电池的器件结构。

图2是本发明实施例的I-V测试曲线。

图3是本发明实施例的禁带宽度测试曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的阐释。

清洗ITO玻璃：依次将ITO玻璃衬底在玻璃洗涤剂、去离子水、丙酮、异丙醇各超声10 分钟，然后将ITO玻璃衬底用氮气吹干，然后在紫外臭氧清洗机处理15分钟。

制备阳极修饰层：硝酸镍溶于乙二醇中得到NiOx溶液，具体为将硝酸镍溶于乙二醇溶液中，并添加乙二胺作为稳定剂，乙二胺和乙二醇的体积比配比为1∶40，硝酸镍的浓度为1.33M，将配好的溶液在80℃搅拌加热4h得到NiOx溶液，然后用匀胶机在衬底上旋涂NiOx溶液，转速为4000rpm，时间为240秒，然后在氮气中退火，退火温度为150℃，退火时间为15min，再转移到空气中退火，温度为300℃，时间为60min。