[发明专利]基于双钙钛矿材料的太阳能电池及制备方法

权利要求书

1.一种基于双钙钛矿材料的太阳能电池，自下而上包括透明导电衬底(1)、电子传输层(2)、钙钛矿吸光层(3)、空穴传输层(4)和金属电极(5)，其特征在于，钙钛矿吸光层(3)采用无毒铅元素的双钙钛矿材料，以提高太阳能电池稳定性。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述双钙钛矿材料为A₂B^ⅠB^ⅢX₆结构，A为一价阳离子，B^Ⅰ为一价金属阳离子，B^Ⅲ为三价金属阳离子，其中一价阳离子A采用K⁺、Rb⁺、Cs⁺中的任意一种离子及任意几种离子的组合；一价金属阳离子B^Ⅰ采用Cu⁺、Ag⁺、Au⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Cs⁺、In⁺中的任意一种离子及任意几种离子的组合；三价金属阳离子B^Ⅲ采用As³⁺、Bi³⁺、Rh³⁺、Sb³⁺、Cr³⁺、Co³⁺、Ga³⁺、Fe³⁺、Ru³⁺、In³⁺、Ir³⁺、Au³⁺、Y³⁺中的任意一种离子及任意几种离子的组合；一价卤素阴离子X采用Cl^-、Br^-、I^-中的任意一种离子及任意几种离子的组合。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，透明导电衬底(1)采用氧化铟锡ITO或氟掺杂氧化锡FTO材料。

4.一种以双钙钛矿材料为吸收层的钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，包括如下：

1)选用透明导电衬底，并进行预处理：

2)采用旋涂法将电子传输层前驱体溶液旋涂于预处理后的衬底上，再对旋涂后的衬底进行退火处理，得到制备好的电子传输层；

3)配制双钙钛矿溶液：

一步法旋涂溶液：将AX粉末、B^ⅠX粉末、B^ⅢX₃粉末按照2：1：1的比例溶于二甲基亚砜DMSO、γ-丁内酯GBL、异丙醇IPA的一种或多种有机溶液中，并在热台搅拌形成双钙钛矿A₂B^ⅠB^ⅢX₆溶液，用于一步法旋涂；

两步旋涂溶液：先将B^ⅠX粉末、B^ⅢX₃粉末按1：1的比例溶于二甲基甲酰胺DMF有机溶液中得到B^ⅠX、B^ⅢX₃的前驱体溶液，再将AX粉末溶于二甲基亚砜DMSO、γ-丁内酯GBL异丙醇IPA的一种或多种有机溶液中，得到AX的前驱体溶液；该B^ⅠX、B^ⅢX₃的前驱体溶液和AX的前驱体溶液用于两步法旋涂；

4)采用一步法或者两步法，将与其对应的溶液涂布于制备好的电子传输层上，并对旋涂后的器件进行退火处理，得到制备好的钙钛矿吸收层；

5)采用旋涂法将空穴传输层溶液沉积在制备好的钙钛矿吸收层上，得到空穴传输层；

6)使用真空镀膜仪，将金属电极蒸镀在空穴传输层上,得到制备好的金属电极，完成钙钛矿太阳能电池的制备。