[发明专利]一种全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种全无机钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括从下到上依次堆叠的导电玻璃衬底（1）、电子传输层（2）、无机钙钛矿吸收层（3）、空穴传输层（4）和金属电极（5）；所述无机钙钛矿吸收层（3）为掺杂有Ni的CsPbI₂Br；

以摩尔数计，无机钙钛矿吸收层（3）中Ni含量为Pb含量的1-3%；

无机钙钛矿吸收层（3）的厚度为400-480nm；

Ni在钙钛矿晶界处富集，一方面Ni元素在缺陷位置生成，使得晶界处的缺陷无法扩散；同时晶界处部分Pb离子被半径更小的Ni离子替代，提高了晶界处CsPbI₂Br钙钛矿的容忍因子，相对于未掺杂Ni元素的CsPbI₂Br全无机钙钛矿太阳电池，容忍因子更接近于1，使无机钙钛矿薄膜的相稳定性得到了大幅度提升。

2.一种权利要求1所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，清洗并干燥导电玻璃基底，制得导电玻璃衬底（1）备用；

步骤2，在导电玻璃衬底（1）上制备电子传输层（2）；

步骤3，在电子传输层（2）上制备无机钙钛矿吸收层（3）；所述无机钙钛矿吸收层（3）由钙钛矿前驱液旋涂在电子传输层（2）上后退火制得，钙钛矿前驱液为加入有NiI₂的CsPbI₂Br溶液；步骤3中，钙钛矿前驱液中，Ni含量为Pb含量的1-3%，溶剂为DMF和DMSO的混合溶液；钙钛矿前驱液中，CsPbI₂Br的浓度为0.9mol/L；

步骤4，在无机钙钛矿吸收层（3）上制备空穴传输层（4）；

步骤5，在空穴传输层（4）上制备金属电极（5）。

3.根据权利要求2所述的一种全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，步骤3中，溶剂中，DMF和DMSO的体积比为（4-9）:1。

4.根据权利要求2所述的一种全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，旋涂分为两阶段，第一阶段，旋涂转速为800-1000 rpm，旋涂时间为10-20s；第二阶段，旋涂转速为2500-5000 rpm，旋涂时间为30- 40 s。

5.根据权利要求2所述的一种全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，退火分为三阶段，第一阶段，退火温度为35-55℃，退火时间为4-8min；第二阶段，退火温度为90-120℃，退火时间为8-12min；第三阶段，退火温度为160-170℃，退火时间为5-8min。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的全无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤2中，电子传输层（2）的材料为TiO₂，电子传输层（2）的制备方法为化学沉积法；步骤4中，空穴传输层（4）为Spiro-OMeTAD空穴传输层或PATT空穴传输层；步骤5中，金属电极为金电极，金电极的厚度为70-100nm。