[发明专利]一种掺杂三唑离子液体的钙钛矿太阳能电池及制备方法

权利要求书

1.一种基于亲水性三唑离子液体的高湿度稳定性的钙钛矿太阳能电池，其特征在于包括氧化铟锡导电玻璃ITO(5)、电子传输层(4)、钙钛矿光吸收层(3)、空穴传输层(2)以及背电极(1)；结构为按照氧化铟锡导电玻璃ITO(5)、电子传输层(4)、钙钛矿光吸收层(3)、空穴传输层(2)以及背电极(1)次序依次叠加；

所述钙钛矿光吸收层采用“MA/EATZ”方法制得；所述“MA/EATZ”方法为：首先，基于分子设计，合成了亲水性的1-乙基-4-氨基-1,2,4-三唑离子液体[EATZ]I；然后，将其添加到CH₃NH₃I和PbI₂的钙钛矿前驱体溶液中，经旋涂法制得光吸层薄膜。

2.一种权利要求1所述基于亲水性三唑离子液体的高湿度稳定性的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、ITO玻璃的处理：清洗ITO玻璃表面，然后将其依次在去离子水、无水乙醇和丙酮中各自超声处理10-15min，再用氮气吹扫干，最后将其UV处理15-20min；

步骤2、电子传输层的旋涂：将TiO₂溶液以4000～5000转/分钟的速率，在经步骤1处理过的ITO玻璃上旋涂50～60秒，在空气中120-150℃下退火10-15min，冷却至室温，得到致密的TiO₂电子传输层；

步骤3、“MA/EATZ”方法旋涂钙钛矿光吸收层：将上述经步骤2处理过的ITO玻璃放入手套箱内，将下述混合溶液滴在TiO₂层上，

取等摩尔比的MAI和PbI₂加入到体积比为7:3的γ-丁内酯和DMSO的混合溶剂中充分搅拌得到钙钛矿前驱体溶液；然后将[EATZ]I添加到该钙钛矿前驱体溶液中得到混合溶液以3000～4000转/分钟的速率旋涂50～60秒，在旋涂进行到30～40秒时滴加氯苯溶液，使钙钛矿前驱体溶液达到过饱和状态；在80～100℃下加热10～15min，得到钙钛矿光吸收层；

所述混合溶液中[EATZ]⁺相对于[MA]⁺的摩尔百分比浓度为3.0-3.9mol％；

所述MAI为CH₃NH₃I；

步骤4、空穴传输层的旋涂：将空穴传输材料的混合溶液滴在经步骤3制得的钙钛矿薄膜上，以4000-5000转/分钟的速率旋转40-50秒得到空穴传输层，然后在空气中静置10-12小时；

所述空穴传输材料的混合溶液：每份以520mg双三氟甲烷磺酰亚胺锂Li-TFSI溶于1mL乙腈溶液中；再以20μL含Li-TFSI的乙腈溶液、90mg spiro-OMeTAD和30μL 4-叔丁基吡啶(4-tert-butyl pyridine)共溶于1mL氯苯中，得到空穴传输材料的混合溶液；

步骤5、蒸镀电极：在步骤4的空穴传输层上蒸镀一层100-120nm厚的Au金属薄膜作为背电极，即得到钙钛矿太阳能电池。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤1清洗ITO玻璃表面采用去污粉。