[发明专利]一种基于spiro-OMeTAD掺杂体异质结的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于spiro-OMeTAD掺杂体异质结的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：由下至上依次为透明衬底、导电阴极、电子传输层、钙钛矿活性层、体异质结掺杂的空穴传输层以及金属阳极，且上述各层按序依次制备；其中，体异质结掺杂的空穴传输层采用空穴传输材料spiro-OMeTAD，并掺入体异质结；体异质结包括IEICO-4F：PCE10，薄膜厚度为300nm。

2.根据权利要求1所述的一种基于spiro-OMeTAD掺杂体异质结的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述衬底采用玻璃或透明聚合物构成；所述透明聚合物包括聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亚胺、氯醋树脂或聚丙烯酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种基于spiro-OMeTAD掺杂体异质结的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述导电阴极采用氧化铟锡、石墨烯或碳纳米管中的任意一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的一种基于spiro-OMeTAD掺杂体异质结的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述掺杂的体异质结还包括具有近红外吸收的给体/受体材料，并选用与之搭配的受体/给体。

5.一种基于spiro-OMeTAD掺杂体异质结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：

步骤1：清洗、干燥衬底并进行UV处理15分钟；

步骤2：在衬底表面旋涂电子传输层溶液，然后进行退火，制得基片；

步骤3：隔离环境，即无尘无氧干燥环境中旋涂钙钛矿前驱体溶液，然后进行退火处理，制成钙钛矿层；

步骤4：在钙钛矿活性层上旋涂体异质结掺杂的spiro-OMeTAD溶液，然后进行退火处理，制成空穴传输层；所述体异质结包括IEICO-4F：PCE10；

步骤5：高真空环境下，在空穴传输层上蒸镀金属阴极；

步骤6：蒸镀完成后，将所得器件在隔离环境中进行封装，制得钙钛矿太阳能电池。

6.根据权利要求5所述的一种基于spiro-OMeTAD掺杂体异质结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，使用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙酮对衬底进行清洗，清洗后使用氮气吹干；步骤3及步骤6中，所述隔离环境是指无尘无氧干燥环境。

7.根据权利要求5所述的一种基于spiro-OMeTAD掺杂体异质结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，SnO₂溶液浓度为2.67wt.％，旋涂转速为3000rpm，旋涂时间为30s，退火温度为150℃，退火时间为30min。

8.根据权利要求5所述的一种基于spiro-OMeTAD掺杂体异质结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，旋涂转速为4000rpm，旋涂时间为30s，退火温度为120℃，退火时间为20min。

9.根据权利要求5所述的一种基于spiro-OMeTAD掺杂体异质结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，spiro-OMeTAD溶液的浓度为73.2mg/mL，在1mlspiro-OMeTAD溶液中分别加入28.8μl TBP；17.5μl Li-TFSI；29μl FK-209，最后掺入不同浓度的体异质结材料IEICO-4F、PCE10，旋涂转速为5000rpm，旋涂时间为30s，无需退火。

10.根据权利要求5所述的一种基于spiro-OMeTAD掺杂体异质结的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤6中，蒸镀的工艺条件为在3×10^-4Pa的高真空环境下()加热，金属阴极蒸镀厚度为100-200nm。