[发明专利]NaTaO3

说明书

本发明公开了一种NaTaO₃作为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）将FTO透明导电玻璃基片清洗烘干后用紫外灯和臭氧处理，再将处理后的FTO透明导电玻璃基片旋涂上NaTaO₃电子传输层，放到加热台上进行加热处理；（2）在步骤（1）中NaTaO₃电子传输层上制备钙钛矿薄膜层；（3）在步骤（2）制得的钙钛矿薄膜层上制备空穴传输层；（4）制备MoO₃和Ag电极。使用NaTaO₃作为电子传输层，提高光电转换效率；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，提高器件稳定性；减少钙钛矿太阳能电池内部缺陷。因此，NaTaO₃是一种良好的电子传输层材料。

技术领域

本发明属于光伏器件领域，具体涉及一种NaTaO₃作为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，近来，各种新型电子传输层已被用于平面结构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TiO₂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。已经尝试各种方法去提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率。例如，在ETL和钙钛矿层之间插入界面层，掺杂TiO₂，或者直接替代TiO₂，其中通过选择优于TiO₂的新型电子传输层，直接替代TiO₂是最简单，最有效的方法。

发明内容

为了解决以上现有技术存在的问题，本发明采用溶液处理的NaTaO₃薄膜作为电子传输层制备钙钛矿太阳能电池，以制备高效且稳定的钙钛矿太阳能电池。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

NaTaO₃作为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透明导电玻璃基片清洗和NaTaO₃薄膜制备：将FTO透明导电玻璃基片清洗烘干后用紫外灯和臭氧处理，再将处理后的FTO透明导电玻璃基片旋涂上NaTaO₃电子传输层，放到加热台上进行加热处理；

（2）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（1）中NaTaO₃电子传输层上制得钙钛矿薄膜层；

（3）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（2）制得的钙钛矿薄膜层上，即得均匀的空穴传输层；

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

优选的，所述步骤（1）中NaTaO₃电子传输层的热处理温度为100℃，加热时间为30min。

优选的，所述步骤（2）中碘化甲铵和碘化铅的摩尔比为1:1.2，二甲基亚砜和γ-丁内酯的体积比为3:7。