[发明专利]一种以纳米纤维钝化钙钛矿层的钙钛矿太阳能电池的制备方法

权利要求书

1.一种以纳米纤维钝化钙钛矿层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)导电玻璃(掺杂氟的SnO₂导电玻璃或者氧化铟锡导电玻璃)依次用玻璃清洗剂、去离子水、乙醇分别清洗30分钟，然后用氮气吹干，并用紫外臭氧清洗机清洗；

(2)将去离子水和质量分数为15wt％的SnO₂胶体水溶液按1:5的体积比混合，搅拌30分钟后旋涂在上一步处理后的导电玻璃上，在150℃下退火30分钟，得到SnO₂膜；

(3)将碘化铅溶于N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的混合溶剂，形成溶液，向上述溶液中加入0.01–0.5mg的纳米纤维，得到碘化铅前驱体溶液；将胺盐溶于异丙醇溶剂，得到胺盐前驱体溶液；然后以两步旋涂法将碘化铅前驱体溶液和胺盐前驱体溶液依次旋涂在SnO₂膜的上方，得到钙钛矿薄膜；其中纳米纤维是由质量分数在5-15wt％之间的聚丙烯腈/N,N-二甲基甲酰胺溶液经过静电纺丝技术加工成为聚合物纳米纤维，然后聚合物纳米纤维在800–1000℃的温度范围内的氮气气氛中碳化，得到的纳米纤维；

(4)将73.5mg Spiro-OMeTAD溶于1mL氯苯中，再加入29μL四叔丁基吡啶(TBP)和17.5μL的双三氟甲烷磺酰亚胺锂(Li-TFSI)溶液(Li-TFSI溶液由520mg Li-TFSI溶于1mL乙腈制得)，得到Spiro-OMeTAD混合溶液，在钙钛矿薄膜上方旋涂Spiro-OMeTAD混合溶液，得到Spiro-OMeTAD膜；

(5)在Spiro-OMeTAD膜上方蒸镀80–100nm的Ag，最终得到一种以纳米纤维钝化钙钛矿层的钙钛矿太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的一种以纳米纤维钝化钙钛矿层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述纳米纤维的直径分布范围在20–500nm之间。

3.根据权利要求1所述的一种以纳米纤维钝化钙钛矿层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池为正式结构。

4.根据权利要求1所述的一种以纳米纤维钝化钙钛矿层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，钙钛矿薄膜的制备用一步旋涂法也能实现。

5.根据权利要求1所述的一种以纳米纤维钝化钙钛矿层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，碘化铅前驱体溶液中的纳米纤维的掺入浓度在0.01–0.5mg/mL之间。

6.根据权利要求1所述的一种以纳米纤维钝化钙钛矿层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，碘化铅前驱体溶液中的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)，DMF与DMSO的混合体积比为1000:92.3。

7.根据权利要求1所述的一种以纳米纤维钝化钙钛矿层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，胺盐前驱体溶液所用的胺盐为碘化甲脒和氯化甲胺的混合物。

8.根据权利要求1所述的一种以纳米纤维钝化钙钛矿层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，碘化铅前驱体溶液旋涂时的转速为3000–5000rpm，加热除去溶剂的温度在70–80℃之间，加热除去溶剂的时间在10–15分钟之间；胺盐前驱体溶液旋涂时的转速为3000–5000rpm，加热除去溶剂的温度在130–150℃之间，加热除去溶剂的时间在15–20分钟之间。

9.根据权利要求1所述的一种以纳米纤维钝化钙钛矿层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，钙钛矿光敏层的厚度为100–800nm。