[发明专利]一种基于聚酰亚胺基底的柔性钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电池的结构由下至上依次为聚酰亚胺基底、ITO电极层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、缓冲层和透明电极。

2.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述聚酰亚胺基底厚度为50-250μm；所述ITO电极层厚度为2-5μm；所述电子传输层厚度为5-50nm；所述钙钛矿吸光层厚度为300-500nm；所述空穴传输层厚度为50-300nm；所述缓冲层厚度为5-50nm；所述透明电极厚度为100-300nm。

3.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，

所述电子传输层的材料为SnO₂、TiO₂或ZnO；

所述钙钛矿吸光层的材料为CH₃NH₃PbI₃、CH₃NH₃PbI_3-xCl_x、(FAPbI₃)_1-x(MAPbBr₃)_x、(CsFAMA)PbI_3-xBr_x或(CsFAMA)PbI_3-xCl_x；

所述空穴传输层的材料为Spiro-OMeTAD、PTAA、或PEDOT:PSS；

所述缓冲层的材料为NPB、MoO_x或NiO_x；

所述透明电极的材料为ITO。

4.一种根据权利要求1-3任意一项所述柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对聚酰亚胺基底进行前处理；在前处理后的聚酰亚胺基底上，采用电子束蒸发法沉积ITO电极层；

(2)在ITO电极层之上采用电子束蒸发法沉积电子传输层；

(3)在电子传输层之上采用真空蒸发法制备钙钛矿吸光层；

(4)在钙钛矿吸光层之上采用溶液法制备空穴传输层；

(5)在空穴传输层之上采用真空蒸发法沉积缓冲层；

(6)在缓冲层之上采用磁控溅射法制备ITO透明电极。

5.根据权利要求4所述的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述步骤(1)中，前处理为将聚酰亚胺基底在无水乙醇中超声清洗30min，然后用去离子水超声清洗3次，每次20min，最后在70℃烘箱中烘干；在腔体真空度低于9.9*10^-4Pa时开始沉积，沉积速率为1-5nm/s，功率为2％-10％。

6.根据权利要求4所述的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述步骤(2)中，腔体真空度低于9.9*10^-4Pa时开始沉积，沉积速率为功率为2％-10％。

7.根据权利要求4所述的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述步骤(3)中，真空蒸发法具体是在有机源热蒸发设备中逐层沉积钙钛矿原材料，蒸发速率为蒸发温度为80-300℃，沉积后在110-160℃氮气烘箱中退火1h。

8.根据权利要求4所述的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述步骤(4)中，溶液法具体为旋涂Spiro-OMeTAD的氯苯溶液、PTAA的氯苯溶液或PEDOT:PSS的氯苯溶液，溶液浓度为1-1.5mol/L。

9.根据权利要求4所述的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述步骤(5)中，真空度低于9.9*10^-4Pa时开始沉积，沉积速率为功率为2％-10％。

10.根据权利要求4所述的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述步骤(6)中，真空度低于9.9*10^-5torr时开始磁控溅射，功率为80-180W，Ar流量为20sccm。