[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池的无机空穴传输层的制备方法

说明书

本发明涉及一种钙钛矿太阳能电池的无机空穴传输层的制备方法，包括步骤：清洗透明导电玻璃，然后将透明导电玻璃在真空干燥烘箱中烘干备用；在透明导电玻璃上采用喷涂法、热蒸镀法或原子层沉积法制备电子传输层；在电子传输层上制备钙钛矿吸收层；钙钛矿吸收层为ABX3型钙钛矿光伏材料；在钙钛矿吸收层上利用磁控溅射制备p‑CuAlO₂空穴传输层。本发明的有益效果是：本发明采用p‑CuAlO₂作为空穴传输材料，p‑CuAlO₂具有良好的光学透明度、化学稳定性和热稳定性，可由廉价、易得和无毒的元素制得，p‑CuAlO2的导电率也高达1S/cm。因此，作为代替Spiro‑OMeTAD的无机空穴传输层材料，p‑CuAlO₂具有很大的可开发潜力。

技术领域

本发明属于光伏领域，尤其涉及一种具有无机空穴传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法。

背景技术

钙钛矿在2009年首次被尝试应用于光伏发电领域后，因为性能优异、成本低廉、可采用溶液法制备，商业价值巨大，从此大放异彩。2020年9月，National Renewable EnergyLaboratory(NREL)发布了最新认证器件效率演化图，单节钙钛矿太阳能电池的效率再创新高，达到25.5％。Spiro-OMeTAD是n-i-p结构电池中最常用的HTL,但是其合成工艺复杂,价格昂贵,且热稳定性不足,不利于大面积的应用。

对于目前的钙钛矿电池的空穴传输层的研究，虽然已经取得了不小的进展，但是依然存在一些问题，主要表现为：1)常用的有机空穴传输层价格昂贵且稳定性差；2)常用的溶胶凝胶法不利于制备大面积钙钛矿太阳能电池。

所以，寻找一种新型空穴传输层的制备材料和方法势在必行。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种钙钛矿太阳能电池的无机空穴传输层的制备方法。

这种钙钛矿太阳能电池的无机空穴传输层的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、清洗透明导电玻璃，然后将透明导电玻璃在真空干燥烘箱中烘干备用；

步骤S2、在透明导电玻璃上采用喷涂法、热蒸镀法或原子层沉积法制备电子传输层；

步骤S3、在电子传输层上制备钙钛矿吸收层；钙钛矿吸收层为ABX3型钙钛矿光伏材料；

步骤S4、在钙钛矿吸收层上利用磁控溅射制备p-CuAlO₂空穴传输层。

作为优选，步骤S1中透明导电玻璃为ITO玻璃或FTO玻璃；透明导电玻璃的方块电阻为10Ω/sq。

作为优选，步骤S1中依次利用洗涤剂、去离子水、丙酮和乙醇清洗透明导电玻璃，每次清洗10分钟；真空干燥烘箱烘干温度为70℃，烘干时长为30分钟。

作为优选，步骤S2中电子传输层厚度为1～300nm。

作为优选，步骤S3中钙钛矿吸收层的厚度为50～1500nm。

作为优选，步骤S3内ABX3中的A为一价阳离子，A取甲胺、甲脒、5-异戊酸铵或Cs中的至少一种，B为Sn、Pb中的至少一种，X为I、Br或Cl中的至少一种；A、B、X均可以为多离子混合结构。

作为优选，步骤S4内p-CuAlO₂空穴传输层厚度为1～300nm；磁控溅射法制备p-CuAlO₂空穴传输层时，磁控溅射开始蒸镀前，腔体真空度为1Pa。

这种无机空穴传输层的制备方法在钙钛矿太阳能电池制备中的应用，包括以下步骤：

步骤S1、清洗透明导电玻璃，然后将透明导电玻璃在真空干燥烘箱中烘干备用；