[发明专利]一种多巴胺螯合二氧化钛的钙钛矿太阳能电池的制备方法

权利要求书

1.一种多巴胺螯合二氧化钛的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1，FTO导电衬底的预处理：

步骤2，制备多巴胺螯合二氧化钛纳米晶分散液：

将13.6mmol的四氯化钛加入5mL无水乙醇中，搅拌混合，形成黄色透明的四氯化钛醇解溶液；

将6.8～13.6mmol的3-盐酸多巴胺加入到30mL的苯甲醇中，搅拌混合，获得苯甲醇多巴胺配体溶液；

将得到的四氯化钛醇解溶液加入到所述苯甲醇多巴胺配体溶液中，常温搅拌均匀后，在80℃下搅拌4h制得多巴胺螯合二氧化钛前驱液，其中苯甲醇多巴胺配体混合液与四氯化钛醇解溶液的摩尔比为0.5～1；

对所述多巴胺螯合二氧化钛前驱液离心、洗涤，得到尺寸为3nm的二氧化钛纳米晶；

将所述二氧化钛纳米晶10mg分散到1mL的无水乙醇中搅拌均匀，使多巴胺螯合二氧化钛均匀分散在该无水乙醇中，得到多巴胺螯合二氧化钛纳米晶分散液；

步骤3，制备多巴胺螯合二氧化钛电子传输层：

在经过预处理的FTO导电玻璃衬底上制备多巴胺螯合二氧化钛电子传输层；

取60μL的多巴胺螯合二氧化钛纳米晶分散液滴加到所述经过预处理的FTO导电衬底上表面；使用匀胶机对所述FTO导电衬底上表面滴加的多巴胺螯合二氧化钛纳米晶分散液进行旋涂；匀胶机的转速为3000～3600rpm，旋涂时长为30s；将所述经过旋涂的FTO导电衬底置于加热台上进行退火处理；退火温度为150～180℃，退火时长为30～60min；常温冷却至室温后臭氧清洗该FTO导电衬底15min；在所述FTO导电衬底上表面形成多巴胺螯合二氧化钛电子传输层；所述二氧化钛电子传输层的厚度为50～60nm；

步骤4，制备钙钛矿层：

所述钙钛矿层为FA_xMA_1-xPbBr_yI_3-y钙钛矿层，采用两步旋涂法制备而成；具体是：

第一步，将碘化铅混合溶液滴在所述多巴胺螯合二氧化钛电子传输层上表面，使用匀胶机对多巴胺螯合二氧化钛电子传输层上表面的碘化铅混合溶液进行旋涂，得到碘化铅薄膜；旋涂时匀胶机转速为5000rpm，旋涂时长为20s；

第二步，在得到的碘化铅薄膜上表面旋涂FA_xMA_1-xBr_yI_1-y溶液；旋涂时匀胶机转速为4000rpm，旋涂时长为30s，最后，形成FA_xMA_1-xPbBr_yI_3-y钙钛矿薄膜；

将所述制备有FA_xMA_1-xPbBr_yI_3-y钙钛矿薄膜的FTO导电衬底置于加热台上100℃退火1h，形成厚度为490nm的FA_xMA_1-xPbBr_yI_3-y钙钛矿吸收层；

步骤5，空穴传输层的制备：

所述空穴传输层为2，2，7，7′-四[N，N′-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺环二芴；

将2，2，7，7′-四[N，N′-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺环二芴氯苯溶液滴到步骤4中得到的FA_xMA_1-xPbBr_yI_3-y钙钛矿吸收层的上表面；使用匀胶机对该FA_xMA_1-xPbBr_yI_3-y钙钛矿吸收层的上表面的2，2，7，7′-四[N，N′-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺环二芴氯苯溶液进行旋涂；旋涂时，匀胶机转速为4000rpm，旋涂时长为30s，得到2，2，7，7′-四[N，N′-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺环二芴的薄膜，再将制备有2，2，7，7′-四[N，N′-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺环二芴的薄膜的FTO导电衬底在干燥箱中干燥8h，在干燥箱中常温干燥8h，获得厚度为200nm的2，2，7，7′-四[N，N′-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺环二芴空穴传输层；

步骤6，蒸镀金属对电极：

将所述制备有2，2，7，7′-四[N，N′-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺环二芴空穴传输层的FTO导电衬底置于高真空热蒸发镀膜机中，采用常规的热蒸发工艺在所述空穴传输层的表面蒸镀银电极，所述蒸发的速率为0.3nm/s，该银电极即为金属对电极；所述金属对电极的厚度为80nm；

至此，得到多巴胺螯合二氧化钛的钙钛矿太阳能电池。