[发明专利]一种高效稳定的钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于离子液体甲酸甲胺溶解PbI₂制备高效稳定的甲脒铅碘钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将甲酸和甲胺按照摩尔比1:1混合搅拌制备出甲酸甲胺；

(2)将碘化铅按照1-1.5M的浓度溶解在甲酸甲胺溶剂中，配制成PbI₂前驱体溶液，然后50-70℃搅拌6-12小时；

(3)FAI、MAI和MACl按照1:0.02-0.08:0.1的比例溶解在异丙醇中配制成阳离子溶液，常温搅拌2-8小时；

(4)将电子传输材料旋涂在ITO导电玻璃上；

(5)将配置好的步骤(2)中的前驱体溶液旋涂在有电子传输层的ITO导电基板上，150-170℃退火1-5min，得到致密、均一的碘化铅薄膜；

(6)将配置好的步骤(3)中的溶液旋涂在准备好的PbI₂薄膜上，150-170℃退火5-10min，得到稳定的钙钛矿薄膜；

(7)在钙钛矿薄膜层上涂空穴传输层；

(8)在空穴传输层上真空蒸镀修饰层和金属电极。

2.根据权利要求1所述的离子液体甲酸甲胺溶解PbI₂制备高效稳定的甲脒铅碘钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)甲酸和甲胺在低温-16℃下搅拌反应2小时，所述的步骤(3)阳离子溶液浓度为105.4mg/mL。

3.根据权利要求1所述的基于离子液体甲酸甲胺溶解PbI₂制备高效稳定的甲脒铅碘钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述的步骤(4)旋涂在透明导电ITO玻璃上的电子传输层是SnO₂，

(1)旋涂条件为每分钟4000转旋涂30秒，

(2)旋涂完在150℃退火30分钟。

4.根据权利要求1所述的基于离子液体甲酸甲胺溶解PbI₂制备高效稳定的甲脒铅碘钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述的步骤(5)利用加热旋涂法旋涂，具体步骤如下：

(1)基底温度为120℃；

(2)旋涂条件为每分钟4000转旋涂20秒；

(3)旋涂完在150-170℃退火1-5分钟。

5.根据权利要求1所述的基于离子液体甲酸甲胺溶解PbI₂制备高效稳定的甲脒铅碘钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述的步骤(6)旋涂在碘化铅层上的阳离子溶液，具体步骤如下：

(1)旋涂条件为每分钟4000转旋涂20秒；

(2)旋涂完在150-170℃退火5-10分钟。

6.根据权利要求1所述的基于离子液体甲酸甲胺溶解PbI₂制备高效稳定的甲脒铅碘钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述的步骤(7)旋涂在钙钛矿上表面的溶液为空穴传输层Spiro-OMeTAD，具体步骤如下：

(1)将73.2mg的Spiro-OMeTAD溶解在1mL的氯苯中；

(2)将520mg的锂盐溶解在1mL的乙腈溶液中；

(3)将锂盐溶液添加17.6μL到Spiro-OMeTAD溶液中；

(4)将TBP溶液添加28.8μL到Spiro-OMeTAD；

(5)将混合溶液常温搅拌2小时；

(6)旋涂条件为每分钟3000转30s。

7.根据权利要求1所述的基于离子液体甲酸甲胺溶解PbI₂制备高效稳定的甲脒铅碘钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述的步骤(8)修饰层为MoO₃,金属电极为Ag，具体步骤如下：

(1)修饰层MoO₃的厚度为5nm；

(2)金属Ag电极的厚度为100nm。

8.根据权利要求1-7任一所述的基于离子液体甲酸甲胺溶解PbI₂制备高效稳定的甲脒铅碘钙钛矿太阳能电池的制备方法制备的钙钛矿太阳能电池。

9.根据权利要求8所述的基于离子液体甲酸甲胺溶解PbI₂制备高效稳定的甲脒铅碘钙钛矿太阳能电池在光电领域中的应用。