[发明专利]一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法，属于太阳能电池技术领域。该方法包括：步骤(1)、FTO基底处理：对FTO基底进行超声清洗和干燥，然后在处理后的FTO基底贴上高温胶带；步骤(2)、溶剂制备：通过二氯化锡固体和无水乙醇配制浓度为0.1mol/mL的SnCl₂·2H₂O溶液；通过N，N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和碘化铅粉末配制浓度为691.25mg/mol的PbI₂溶液；通过甲脒氢碘酸盐，甲基氯化胺，甲基溴化胺和异丙醇配制有机离子溶液；通过石墨、碳黑、ZrO₂、羟丙基纤维素和松油醇配制碳浆料。本发明中所制备的太阳能电池的结构为FTO基底/SnO₂薄膜层/钙钛矿层/碳薄膜层，碳薄膜层作为顶电极对空气中的水分子有很好的阻挡作用，从而使得该碳电极钙钛矿太阳能电池具有更强的耐湿性。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法。

背景技术

伴随着人类社会的发展，人类对于能源的需求也一直在增长，而目前使用最多的化石能源属于不可再生能源，按此趋势下去很快地球上可用的化石能源将所剩无几。同时，由于大量使用化石能源已经引起了极为严重的环境问题，诸如大气严重污染、全球变暖等，这给地球上所有生物的生存提出来了重大的挑战。

太阳能，作为一种绿色清洁、可再生能源，其储量丰富、易获取、成本低等优点使其成为一种优秀的可替代能源。太阳能电池是将光能直接转换为电能的载体，科学家们从最早的硅电池的研究中取得了很多进展并用于空间领域，但由于硅电池现在的发展出现瓶颈，其电池制备耗能、副产物对环境有严重污染等缺点迟迟未能解决限制了其产业的发展。为此，科学家们开始寻找替代材料、设计新型结构，由染料敏化电池为基础而研究出来的太阳能电池虽然其发展时间只有短短不过十年，但是它的发展速度却极其迅猛。短时间内其各方面性能的不断优化以及效率的不断提升，其光电转换效率已经达到24.2％，但是太阳能电池的耐湿性还是不够好。

发明内容

为了使太阳能电池具有更好的耐湿性，本发明实施例提供了一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法。所述方法包括：

步骤(1)、FTO基底处理：对所述FTO基底进行超声清洗和干燥，然后在处理后的所述FTO基底贴上高温胶带；

步骤(2)、溶剂制备：通过二氯化锡固体和无水乙醇配制浓度为0.1mol/mL的SnCl₂·2H₂O溶液；通过N，N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和碘化铅粉末配制浓度为691.25mg/mol的PbI₂溶液；通过甲脒氢碘酸盐，甲基氯化胺，甲基溴化胺和异丙醇配制有机离子溶液；通过石墨、碳黑、ZrO₂、羟丙基纤维素和松油醇配制碳浆料；

步骤(3)、通过制备的所述溶剂制备碳电极钙钛矿太阳能电池：将处理好的所述FTO基底放入已经预热完成的紫外臭氧处理机中处理20min，处理后旋涂所述SnCl₂·2H₂O溶液制备SnO₂薄膜层；然后将所述SnO₂薄膜层在紫外臭氧机器中处理20min，去除表面基团，同时增加其表面浸润性，处理完后旋涂所述PbI₂溶液和所述有机离子溶液制备钙钛矿层；在所述钙钛矿层上刮涂所述碳浆料得到碳薄膜层，最后退火得到所述碳电极钙钛矿太阳能电池；

进一步地，所述步骤(2)中所述PbI₂溶液的配制方法为：用分析天平称取691.25mg所述碘化铅粉末于1号玻璃瓶中，用移液枪分别取0.9mL所述N，N二甲基甲酰胺和0.1mL所述二甲基亚砜，体积比为9∶1，注入所述1号玻璃瓶中，放入磁子，拧紧瓶盖，贴上标签，在磁旋热台上70～85℃，搅动1d，使用0.22μm有机系滤嘴过滤后80℃加热得到所述PbI₂溶液。