[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，自下而上依次包括：沉积了透明导电玻璃的基底，镁掺杂的二氧化钛电子传输层，钙钛矿吸收层，空穴传输层和电极。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述镁掺杂的二氧化钛电子传输层的厚度为30～50nm，钙钛矿吸收层的厚度为300～1000nm，空穴传输层的厚度为50～300nm，电极的厚度为60～150nm。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述沉积了透明导电玻璃的基底所用的材料为氧化铟锡导电玻璃和掺杂氟的氧化锡透明导电玻璃中的一种或其组合。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸收层为具有ABX₃结构的材料，其中A为单价阳离子，所用的材料为Rb⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、HN＝CHNH³⁺和CH3NH³⁺中的一种或多种组合；

B为二价阳离子，所用的材料为Sn²⁺和Pb²⁺中的一种或多种组合；

X所用的材料为F^-、Cl^-、Br^-、I-O2^-和S2^-中的一种或多种组合。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层所用的材料为2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚-3已基噻吩、氧化镍、碘化亚铜、硫氰酸亚铜和铜的氧化物中的一种或多种组合。

6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电极所用的材料为Au、Al、Cu、C、Ti、Bi和Mo中的一种或多种组合。

7.一种制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过溶胶凝胶法在透明导电玻璃上制备未掺杂的二氧化钛致密层；

冷却到室温后，将所述二氧化钛致密层浸泡到浓度为0.025M/L的水溶液中，并在四氯化钛的水溶液中分别加入0.005M/L、0.01M/L、0.025M/L的氯化镁，在70℃的烘箱中放置30分钟，取出的薄膜用氮气吹干，再次在马弗炉中退火30分钟，得到镁掺杂的二氧化钛致密层；

通过旋涂法在镁掺杂的二氧化钛致密层的表面制备300～1000nm厚的钙钛矿吸收层；

在钙钛矿吸收层上通过旋涂法制备厚度50～300nm的空穴传输层；

在空穴传输层上用真空热蒸发的方式沉积一层60～150nm厚的电极，制得完整的钙钛矿太阳能电池。

8.根据权利要求7所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述钙钛矿吸收层的厚度为500nm。

9.根据权利要求7所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述空穴传输层所用的材料为2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴，厚度为200nm。

10.根据权利要求7所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述电极所用的材料为金，厚度为80nm。