[发明专利]NaTaO3

说明书

本发明公开了一种NaTaO₃和PCBM作为双电子传输层制备钙钛矿太阳能电池的方法，包括以下步骤：（1）制备FTO透明导电玻璃基片；（2）在基片上旋涂电子传输层NaTaO₃；（3）将富勒烯衍生物PCBM溶于氯苯中，旋涂于步骤（2）制得的NaTaO₃薄膜上；（4）在步骤（3）制得的PCBM薄膜上旋涂钙钛矿薄膜层；（5）在步骤（4）制得的钙钛矿薄膜层上旋涂空穴传输层；（6）制备MoO₃和Ag电极。使用NaTaO₃和PCBM作为双电子传输层，提高了太阳能电池的光电转换效率，其PCE达到20.02％；薄膜表面更加光滑，使钙钛矿薄膜结晶更加均匀致密；减缓钙钛矿层的降解过程，提高器件的稳定性。

技术领域

本发明属于光伏器件领域，具体涉及一种NaTaO₃和PCBM作为双电子传输层制备钙钛矿太阳能电池的方法。

背景技术

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池以其独特的光学特性以及简单的制备工艺被认为是可以与无机硅太阳能电池相媲美的一种能源形式。经过几年的发展，尽管其光电转换效率已超过22%，但是制造高效率和长期稳定的钙钛矿太阳能电池是实现其商业化的必要条件。钙钛矿太阳能电池有平面型和多孔型两种器件结构，平面型钙钛矿太阳能电池以其简单的制备工艺以及低温薄膜处理技术得到广泛关注。在平面结构中，除了钙钛矿层本身外，相邻界面层的结构也强烈地影响器件的稳定性。理想的界面材料应具有理想的物理、化学和电子性能，包括适当的能级、高导电性、高耐溶剂性、低光吸收。此外，界面膜需要具有良好的润湿性，作为钙钛矿薄膜沉积和生长的底层。近来，各种界面材料已被用于平面结构PSC中，以防止水分、氧气和紫外光进入钙钛矿层，目的在于提高电池的稳定性。目前报道的最先进的钙钛矿太阳能电池采用二氧化钛（TiO₂）作为电子传输层（ETL）的结构。虽然二氧化钛具有良好的电子选择性，但对氧气和紫外线的表面吸附可能限制钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性的进一步提高。人们从材料，薄膜制备技术，器件结构以及物理机制进行了一系列的深入研究。其中通过寻找新的电子传输层以及调整电子传输层和钙钛矿层之间的界面性质是进一步提高钙钛矿的效率和稳定性的有效策略。

发明内容

为了解决以上现有技术存在的问题，本发明采用NaTaO₃和PCBM作为双电子传输层制备钙钛矿太阳能电池，以提高钙钛矿太阳能电池的高效性和稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

NaTaO₃和PCBM作为双电子传输层制备钙钛矿太阳能电池的方法，包括以下步骤：

（1）FTO透明导电玻璃基片制备：将FTO透明导电玻璃基片清洗、烘干后，用紫外灯和臭氧进行处理；

（2）NaTaO₃薄膜制备：在步骤（1）处理后的FTO透明导电玻璃基片上旋涂电子传输层NaTaO₃，然后放到加热台上加热处理；

（3）PCBM薄膜制备：将富勒烯衍生物PCBM溶于氯苯中，旋涂于步骤（2）制得的NaTaO₃薄膜上；

（4）钙钛矿薄膜的制备：将碘化甲铵和碘化铅溶于由二甲基亚砜和γ-丁内酯组成的混合溶液中，搅拌混合均匀后制得钙钛矿溶液，旋涂于步骤（3）制得的PCBM薄膜上制得钙钛矿薄膜层；

（5）Spiro-OMeTAD薄膜制备：将2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴Spiro-OMeTAD溶于氯苯中，搅拌混合得到Spiro-OMeTAD溶液，将其旋涂于步骤（4）制得的钙钛矿薄膜层上，即得均匀的空穴传输层；

（6）MoO₃和Ag电极制备：采用蒸镀法在空穴传输层上蒸镀MoO₃和Ag电极。