[发明专利]一种空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于高分散性且合成pH范围较宽的氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述基于高分散性且合成pH范围较宽的氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池从下至上依次为透明导电玻璃、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层和电极；

所述空穴传输层为直径为8-10nm的氧化镍纳米颗粒；

所述氧化镍纳米颗粒的制备方法如下：将一定量六水硝酸镍溶解于去离子水中，制的深绿色前驱体溶液；然后用氨水调节前驱体溶液的pH值为5-9，氨水与硝酸镍的摩尔比为1~5；所得前驱体溶液经陈化、离心、洗涤、干燥、烧结后得到为深黑色粉末的氧化镍纳米颗粒。

2.一种基于高分散性且合成pH范围较宽的氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将ITO玻璃清洗，吹干，制得ITO玻璃衬底；

制备氧化镍纳米颗粒空穴传输层；

制备锡基钙钛矿薄膜；

在钙钛矿层上制备电子传输层；

在电子传输层上制备金属电极从而获得太阳能电池；

所述氧化镍纳米颗粒的制备方法如下：将一定量六水硝酸镍溶解于去离子水中，制的深绿色前驱体溶液；然后用氨水调节前驱体溶液的pH值为5-9，氨水与硝酸镍的摩尔比为1~5；所得前驱体溶液经陈化、离心、洗涤、干燥、烧结后得到为深黑色粉末的氧化镍纳米颗粒。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，制备氧化镍纳米颗粒空穴传输层由氨水调节pH值。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：

步骤1、制备氧化镍纳米颗粒分散液：将一定量六水硝酸镍溶解于去离子水中，制的深绿色前驱体溶液；然后用氨水调节前驱体溶液的pH值，氨水与硝酸镍的摩尔比为1~5；所得前驱体溶液经陈化、离心、洗涤、干燥、烧结后收获深黑色粉末，将所得氧化镍纳米颗粒分散到去离子水与异丙醇的混合液中制得氧化镍纳米颗粒分散液；

步骤2、清洗并吹干ITO基底玻璃，制得ITO玻璃衬底；

步骤3、将步骤1制备的氧化镍纳米颗粒分散液涂布在ITO玻璃衬底上，制得空穴传输层；

步骤4、在空穴传输层上制备锡基钙钛矿吸收层；

步骤5、在锡基钙钛矿吸收层上制备电子传输层；

步骤6、在电子传输层上蒸镀电极。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1中将40~50mmol六水硝酸镍溶解于100mL去离子水中；然后用的30%氨水调节前驱体溶液的pH值，将所得前驱体溶液陈化一夜，离心，用去离子水洗涤两次，将所得产物真空干燥、烧结，将烧结后所得氧化镍纳米颗粒以5~10mg/mL浓度分散到去离子水与异丙醇体积比（3-4）：1的混合液中制得氧化镍纳米颗粒分散液；

所述前驱体溶液的离心速度为5000~7000rpm，离心时间为5~10min;真空干燥温度为80~100℃，干燥时间为10~24h；干燥产物在200~400℃下烧结30~120min。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中通过旋涂法将氧化镍纳米颗粒分散液涂布在ITO基底上，并在加热板上100~200℃范围内退火处理10~30min；旋涂转速为2000~4000rpm,旋涂时间为30~60s；

所述步骤4中，钙钛矿吸收层材料为ASnX₃或ASn_xPb_1-xX₃钙钛矿晶体， A=Cs，甲基铵(MA)或甲醚胺(FA)；X=I或Br。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，将PCBM溶解于氯苯溶液中，制备浓度为20mg/mL的PCBM氯苯溶液，将PCBM氯苯溶液通过旋涂法旋涂在钙钛矿吸收层上，制得电子传输层，旋涂速度为1500~3000rpm，旋涂时间为40~60s。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，电极选用Ag或Al材料，电极厚度为100~200nm。

9.一种搭载权利要求1所述锡基钙钛矿太阳能电池的太阳能装置。