[发明专利]基于卤素化羟基氧化物量子点界面层的钙钛矿太阳能电池及制备方法

权利要求书

1.基于卤素化羟基氧化物量子点界面层的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0.02～0.05mol/L的金属化合物MB_x·nH₂O和0.06～0.15mol/L碳酸氢铵溶解于DMSO、DMF或无水乙醇中的一种或它们的混合溶剂中，并磁力搅拌；所述MB_x·nH₂O，其中M为Fe、Co、Ni、Mn及Cr等金属离子中的一种或其混合物，B为Cl^-、NO₃^-等阴离子中的一种或其混合物，下标x为3或2，系数n为4，6或9；

(2)、通过离心收集产物，并用去离子水洗涤2～5次，冷冻干燥30～72小时后获得羟基氧化物量子点样品；

(3)、将羟基氧化物量子点分散在卤素化合物AX的水溶液中，其中A为Na或K，X为F、Cl、Br中的一种，并磁力搅拌；

(4)、在6000～10000转/分下离心8～25分钟收集产物，并用去离子水洗涤2～6次，然后冷冻干燥30～72小时后获得卤素化羟基氧化物量子点产物，其化合物式为MOOH(X)，其中M为Fe、Co、Ni、Mn及Cr等金属离子中的一种或几种，X为F、Cl、Br中的一种；将MOOH(X)量子点分散于异丙醇、乙醇、氯苯、甲苯的一种或几种的混合溶液中，得到界面修饰层的前驱液；

(5)、配制0.5～1.3mol/L浓度的钛酸异丙酯乙醇溶液，配制0.06～0.12g/mL浓度的二氧化钛浆料，配制0.03～0.08mol/L浓度的四氯化钛水溶液，配制0.8～1.4mol/L浓度的溴化铅DMF溶液，配制0.06～0.16mol/L浓度的溴化铯甲醇溶液；

(6)、在FTO导电玻璃上旋涂配制的钛酸异丙酯乙醇溶液，并高温退火得到致密二氧化钛层，然后在其表面旋涂配制的二氧化钛浆料，高温退火得到介孔二氧化钛层，然后将上述得到的基材浸泡在配制的四氯化钛水溶液中，高温退火得到二氧化钛电子层；

(7)、将卤素化羟基氧化物量子点前驱液旋涂在步骤(6)制备的电子层表面，在恒温台上加热形成界面修饰层；

(8)、在步骤(7)制备的薄膜上旋涂已配制的溴化铅DMF溶液，在恒温台上加热，形成溴化铅薄膜，然后旋涂溴化铯甲醇溶液，加热，重复旋涂溴化铯甲醇溶液及加热过程，直至得到高质量的CsPbBr₃钙钛矿层；

(9)、在步骤(8)所得的CsPbBr₃钙钛矿层表面刮涂碳浆料，加热固化得到背电极，组装成基于卤素化羟基氧化物量子点界面层的钙钛矿太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的基于卤素化羟基氧化物量子点界面层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的金属化合物与碳酸氢铵的摩尔比为1:2～6，搅拌温度为20～50度，搅拌速度为1000～3000转/分，搅拌时间为8～14小时。

3.根据权利要求1所述的基于卤素化羟基氧化物量子点界面层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中离心的转速为5000～10000转/分，离心时间为8～20分钟，得到的羟基氧化物量子点的尺寸为5～10nm。

4.根据权利要求1所述的基于卤素化羟基氧化物量子点界面层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中AX水溶液的浓度为1～5mol/L，羟基氧化物量子点的加入量为3～8mg/mL，搅拌温度为20～50度，搅拌速度为1000～3000转/分，搅拌时间为15～30小时。

5.根据权利要求1所述的基于卤素化羟基氧化物量子点界面层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中制得的MOOH(X)量子点的尺寸为5～10nm，MOOH(X)量子点界面修饰层前驱液的浓度为0.2～2mg/mL。

6.根据权利要求1所述的基于卤素化羟基氧化物量子点界面层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中旋涂速度为1000～4000转/分，旋涂时间为20～50秒，加热温度为90～150度，时间为10～30分钟。