[发明专利]单颗粒纳米异质结界面修饰的无机钙钛矿电池及制备方法

权利要求书

1.一种单颗粒纳米异质结界面修饰的无机钙钛矿电池，依次包括电子传输层、无机钙钛矿薄膜、空穴传输层以及金属电极层，其特征在于，所述电子传输层和无机钙钛矿薄膜之间有界面修饰层，所述界面修饰层的材料为单颗粒二元纳米异质结ZnS-Cu₂S、MnS-Cu₂S或CdS-Cu₂S；

所述单颗粒纳米异质结界面修饰的无机钙钛矿电池的制备方法，包括以下步骤：

（1）清洗透明FTO导电玻璃，得到透明导电衬底；

（2）在步骤（1）所得透明导电衬底上依次制备致密TiO₂层和介孔TiO₂层，得FTO/电子传输层；

（3）在惰性气氛下，在步骤（2）所得电子传输层上滴加单颗粒二元纳米异质结的分散液，旋涂成膜，热处理，得FTO/电子传输层/界面修饰层；

（4）在惰性气氛下，将无机钙钛矿CsPbI₃、CsPbBrI₂、CsPbBr₂I或CsPbBr₃的前驱体溶液滴加到步骤（3）所得FTO/电子传输层/界面修饰层上，旋涂成膜，热处理，得FTO/电子传输层/界面修饰层/无机钙钛矿薄膜；

（5）在惰性气氛下，于步骤（4）所得FTO/电子传输层/界面修饰层/无机钙钛矿薄膜上制备spiro-OMeTAD空穴传输层，得到FTO/电子传输层/单颗粒二元纳米异质结/无机钙钛矿薄膜/空穴传输层；

（6）通过蒸发镀膜法将对电极沉积在（5）所得的FTO/电子传输层/单颗粒二元纳米异质结/无机钙钛矿复合薄膜/空穴传输层上，得到无机钙钛矿太阳能电池。

2.根据权利要求1所述单颗粒纳米异质结界面修饰的无机钙钛矿电池，其特征在于，所述无机钙钛矿薄膜的材料为CsPbI₃、CsPbBrI₂、CsPbBr₂I或CsPbBr₃。

3.根据权利要求1所述单颗粒纳米异质结界面修饰的无机钙钛矿电池，其特征在于，步骤（3）的具体过程为：惰性气氛下，按每毫升异丙醇加入0.5～1mg单颗粒二元纳米异质结添加量，将单颗粒二元纳米异质结分散于异丙醇中，得单颗粒二元纳米异质结的分散液，然后将单颗粒二元纳米异质结的分散液滴加在FTO/电子传输层上，以2000～3000 rpm的转速旋涂30～50s，均匀成膜，于80～120℃下热处理10～15min，得FTO/电子传输层/界面修饰层。

4.根据权利要求1所述单颗粒纳米异质结界面修饰的无机钙钛矿电池，其特征在于，步骤（1）中，清洗的方法为：分别采用去离子水、无水乙醇、异丙醇超声震荡清洗透明FTO导电玻璃，震荡结束后，采用臭氧氧化透明FTO导电玻璃表面有机基团。

5.根据权利要求1～4任一项所述单颗粒纳米异质结界面修饰的无机钙钛矿电池，其特征在于，步骤（2）中，制备二氧化钛电子传输层的具体过程为：以 2000～3000 rpm的转速在透明导电衬底上旋涂钛酸四异酯30～50 s，均匀成膜，再于450～500℃下焙烧30～60 min，即得到致密TiO₂层，用无水乙醇冲洗致密TiO₂层表面，100～120℃烘干；之然后3000～5000rpm转速在致密TiO₂层上旋涂18NRT浆料25～40 s，均匀成膜，再于450～500℃焙烧30～60min，得到介孔TiO₂层，之后用无水乙醇冲洗介孔TiO₂层表面，于100～120℃下烘10～20min，FTO/电子传输层。