[发明专利]一种非富勒烯钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种非富勒烯钙钛矿太阳能电池，包括从下至上的导电基底、空穴传输层、光吸收层、非富勒烯电子传输层、空穴阻挡层和背电极，其特征在于：还包括介于所述光吸收层和非富勒烯电子传输层之间的界面钝化层，所述界面钝化层为硅酞菁层，所述硅酞菁的结构通式如式(1)所示：

式(1)中，R为选自以下取代基中的一种：

L为H或具有1～4个C原子的烷基。

2.根据权利要求1所述的非富勒烯钙钛矿太阳能电池，其特征在于：式(1)中，R为L为H或具有1～4个C原子的烷基。

3.根据权利要求1或2所述的非富勒烯钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述导电基底包括玻璃基片及设置在所述玻璃基片上表面上的ITO导电层。

4.根据权利要求1或2所述的非富勒烯钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述空穴传输层为聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]层。

5.根据权利要求1或2所述的非富勒烯钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述光吸收层为碘铅甲胺层。

6.根据权利要求1或2所述的非富勒烯钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述非富勒烯电子传输层为苝四酐层、苝四甲酰二亚胺层或全氟酞菁铜层。

7.根据权利要求1或2所述的非富勒烯钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述空穴阻挡层为2,4,6-三[3-(二苯基膦氧基)苯基]-1,3,5-三唑层。

8.根据权利要求1或2所述的非富勒烯钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述背电极为Cu层。

9.权利要求1-8任一项所述的非富勒烯钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)空穴传输层的制备：采用旋涂法在导电基底上形成空穴传输层；

(2)光吸收层的制备：采用两步旋涂法在空穴传输层上制备光吸收层；

(3)界面钝化层的制备：采用旋涂法在光吸收层上形成硅酞菁层；

(4)非富勒烯电子传输层的制备：采用真空热蒸镀法，将非富勒烯电子传输层热蒸发沉积在硅酞菁层上；

(5)空穴阻挡层的制备：采用旋涂法在非富勒烯电子传输层上形成空穴阻挡层；

(6)背电极的制备：采用真空热蒸镀法，热蒸发沉积背电极即得硅酞菁钝化非富勒烯钙钛矿太阳能电池。

10.权利要求9所述的非富勒烯钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)导电基底的预处理：导电基底用洗洁精浸泡24小时后，依次用去离子水、丙酮及异丙醇超声10～15分钟，经去离子水漂洗后用氮气流干燥，最后用紫外臭氧处理12-15分钟；

(2)空穴传输层的制备：在导电基底表面旋涂一层空穴传输层，其中空穴传输层材料为聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]，旋涂时转速为6000rpm，旋涂时间为30s，65℃烘干；

(3)光吸收层的制备：采用两步旋涂法在空穴传输层上制备碘铅甲胺层，首先，将PbI₂溶液旋涂在聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]上，旋涂时转速为6000rpm，旋涂时间为35s；然后将CH₃NH₃I溶液旋涂在PbI₂之上使之反应，旋涂时转速为6000rpm，旋涂时间为35s，经100℃退火1h后制备出碘铅甲胺层；

(4)界面钝化层的制备：采用旋涂法在碘铅甲胺层上形成硅酞菁层，旋涂时转速为6000rpm，旋涂时间为45s，80℃烘干；

(5)非富勒烯电子传输层的制备：采用真空热蒸镀法，在真空度小于10^-5Mpa，蒸发速率为0.3～0.5A/s的条件下，将苝四酐、苝四甲酰二亚胺或全氟酞菁铜热蒸发沉积在硅酞菁层上；

(6)空穴阻挡层的制备：采用旋涂法在苝四酐层、苝四甲酰二亚胺层或全氟酞菁铜层上形成空穴阻挡层，其中空穴阻挡层为2,4,6-三[3-(二苯基膦氧基)苯基]-1,3,5-三唑层，旋涂时转速为5000rpm，旋涂时间为45s，80℃烘干；

(7)背电极的制备：采用真空热蒸镀法，在真空度小于10^-5Mpa，蒸发速率为1～3A/s的条件下，热蒸发沉积Cu电极于2,4,6-三[3-(二苯基膦氧基)苯基]-1,3,5-三唑层上即得硅酞菁钝化非富勒烯钙钛矿太阳能电池。