[发明专利]一种基于离子交换制备钙钛矿太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种基于离子交换制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1. 电子传输层制备：在导电玻璃基底上采用蒸镀法沉积电子传输层材料，再进行紫外臭氧处理得到电子传输层；

S2. 钙钛矿光吸收层制备：在所述电子传输层上涂布铅源溶液，并进行第一次退火处理形成无碘铅层；真空加热升华有机盐，与无碘铅层发生加合反应和离子交换反应，形成不同离子组分的钙钛矿晶体，反应中采用原位监控钙钛矿晶体组分，得到钙钛矿晶体后经过第二次退火得到钙钛矿光吸收层；

S3. 空穴传输层制备：在所述钙钛矿光吸收层上喷涂溶液Spiro-OMeTAD，制得所述空穴传输层；

S4. 金属对电极制备：在所述空穴传输层上蒸镀法沉积金属对电极材料，制得所述钙钛矿太阳能电池；

步骤S2中，所述铅源溶液为卤化铅溶解在DMF和TMSO混合溶剂中的溶液；

所述卤化铅为PbBr₂或PbCl₂中的任意一种或两种的组合。

2.根据权利要求1所述的一种基于离子交换制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述步骤S1中的导电玻璃为FTO导电玻璃或ITO导电玻璃中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于离子交换制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述步骤S1中电子传输层材料为TiO₂、SnO₂或ZnO中的一种或几种组合。

4.根据权利要求1所述的一种基于离子交换制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述步骤S2中，第一次退火温度为60℃~80℃。

5.根据权利要求1所述的一种基于离子交换制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述步骤S2中，腔室内压强为10Pa，有机盐加热温度为70℃~130℃，反应时间为10min~40min，第二次退火温度为110℃~160℃。

6.根据权利要求1所述的一种基于离子交换制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述有机盐为FAI或MAI中的任意一种或两种。

7.根据权利要求1所述的一种基于离子交换制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述钙钛矿光吸收层结构为ABX₃型，其中，A为MA⁺或FA⁺中的任意一种或两种的组合；B为铅Pb²⁺；X为Cl^-、Br^-或I^-中的任意一种或几种的组合。

8.根据权利要求1所述的一种基于离子交换制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述步骤S2中，钙钛矿光吸收层厚度为400nm~1200nm。