[发明专利]二氧化钛-氧化锌混合纳米颗粒电子传输层钙钛矿太阳电池制备

权利要求书

1.一种基于二氧化钛(TiO₂)-氧化锌(ZnO)混合纳米颗粒电子传输层钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)TiO₂-ZnO混合纳米颗粒前驱液的制备；

(2)在铟锡氧化物半导体透明导电玻璃(ITO)上制备TiO₂-ZnO混合纳米颗粒电子传输层；

(3)采用旋涂方法在所述电子传输层上制备钙钛矿吸光层；

(4)在所述钙钛矿吸光层上沉积一层P型有机电导层；

(5)在所述P型有机电导层上沉积金属电极层。

2.如权利要求1所述的基于TiO₂-ZnO混合纳米颗粒电子传输层钙钛矿太阳电池的制备方法，所述TiO₂纳米颗粒和ZnO纳米颗粒均采用低温溶液法制备，合成后的TiO₂纳米颗粒分散在正丁醇中，形成浓度为0.04mol/l的二氧化钛前驱液；合成后的ZnO纳米颗粒分散在正丁醇中，形成浓度为0.05mol/l的氧化锌前驱液。

3.如权利要求2所述的TiO₂-ZnO混合纳米颗粒电子传输层前驱液制备方法，所述单个TiO₂纳米颗粒直径约为4nm，其在正丁醇中的颗粒分布直径为4-8nm；所述ZnO单个纳米颗粒直径约为6nm，其在正丁醇中颗粒的分布直径为18-25nm。

4.如权利要求2所述的基于TiO₂-ZnO混合纳米颗粒电子传输层钙钛矿太阳电池的制备方法，所述TiO₂-ZnO混合纳米颗粒前驱液的制备，采用ZnO纳米颗粒的正丁醇溶液和TiO₂纳米颗粒的正丁醇溶液按照体积比为1∶1的比例混合作为前驱液。

5.如权利要求1所述基于TiO₂-ZnO混合纳米颗粒电子传输层钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，所述混合纳米颗粒电子传输层的制备方法包括：采用旋涂法在大小为2cm×2cm的ITO导电玻璃上制备所述电子传输层，转速为3000转每分钟，时间40s，退火处理温度为150℃，时间为1h。

6.如权利要求1所述的基于TiO₂-ZnO混合纳米颗粒电子传输层钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，采用旋涂法制备钙钛矿光吸收层，用移液枪吸取40μl的钙钛矿前驱液滴加到电子传输层基底上，浸润1～2s后进行旋涂，第一阶段以1000转每分钟旋涂10s，第二阶段以6000转每分钟旋涂30s，在第二阶段进行到15s时，将移液枪吸取180μl的氯苯反溶剂滴加到薄膜的中心位置，然后在100℃的条件下退火，退火时间为40min。

7.如权利要求6所述的基于TiO₂-ZnO混合纳米颗粒电子传输层钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱液的制备方法包括以下步骤：

(1)将507.1mg碘化铅、172mg甲脒碘、22.4mg甲基溴化铵和73.4mg溴化铅，溶解于800μl的DMF和200μl的DMSO混合溶剂中，搅拌到全部粉末溶解；

(2)加入42μl的碘化铯(1.5M溶于DMSO)溶液，室温下搅拌2h。

8.如权利要求1所述的基于TiO₂-ZnO混合纳米颗粒电子传输层钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，所述在钙钛矿光吸收层上沉积p型有机导电层，包括以下步骤：

(1)将144.6mg的Spiro-MeOTAD溶于1ml的CB中，室温下搅拌2h；

(2)取步骤(1)得到的有机溶液在钙钛矿光吸收层上旋涂成膜，转速为4000转每分钟，时间30s。

9.如权利要求1所述基于TiO₂-ZnO混合纳米颗粒电子传输层钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，所述在P型有机导电层上沉积金电极层，包括：通过真空蒸发方法在P型有机导电层上沉积金属电极层，所述真空蒸发方法指在真空度低于10^-4Pa条件下；所述金属电极层为金电极，电极厚度约为60nm，面积为0.28cm²。