[发明专利]基于苯硼酸衍生物修饰的SnO2

权利要求书

1.基于苯硼酸衍生物修饰的SnO₂钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、清洗阴极基底，并对所述阴极基底进行表面处理，得洁净基底；

步骤二、前驱体溶液的制备

(a)BBX溶液制备

在惰性气氛的手套箱中，将BBX完全溶解在低沸点溶剂中，在50～70℃热台上加热搅拌1～2h，得到BBX溶液；

(b)SnO₂前驱体溶液的制备

将SnO₂纳米粒子胶体溶液分散于超纯水中；

(c)钙钛矿前驱体溶液1和2的制备

前驱体溶液1：将碘化铅PbI₂溶于极性非质子型溶剂N,N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO的混合溶剂中，70℃加热搅拌；所述DMSO占DMF溶剂体积的5～20％；

前驱体溶液2：将碘甲眯FAI、溴甲胺MABr、氯甲胺MACl溶解在异丙醇IPA溶剂中；所述MABr占FAI质量分数的5～10％，MACl占FAI质量分数的5～20％；

(d)Spiro-OMeTAD空穴传输层溶液的制备

在惰性气氛手套箱中，将粉末Spiro-OMeTAD、TBP和LiTFSI溶液加入到氯苯溶剂中；所述TBP占氯苯体积分数的2～3％，LiTFSI占氯苯体积分数的1.5～2.5％；

步骤三、BBX修饰的SnO₂电子传输层的制备

在空气条件下，将步骤二制备的SnO₂前驱体溶液旋涂在步骤一得到的洁净基底上；退火处理后，得到SnO₂薄膜；再将加热溶解好的BBX溶液直接旋涂在已冷却的SnO₂薄膜上，得到BBX修饰的SnO₂电子传输层；

步骤四、(FAPbI₃)_1-x(MAPbBr₃)_x薄膜的制备

在惰性气氛手套箱中，依次将步骤二得到的前驱体溶液1和前驱体溶液2旋涂在步骤三得到的BBX修饰的SnO₂电子传输层表面，退火处理，得到钙钛矿(FAPbI₃)_1-x(MAPbBr₃)_x薄膜；

步骤五、空穴传输层的制备

将步骤二的Spiro-OMeTAD空穴传输层溶液旋涂在冷却后的钙钛矿薄膜上；然后在所述Spiro-OMeTAD表面蒸镀空穴传输层MoO₃；

步骤六、阳极层的制备

在镀膜机中蒸镀金属Ag；得到BBX修饰SnO₂电子传输层的钙钛矿太阳能电池阳极；

其中BBX为苯硼酸衍生物，其化学结构通式如下所示，

其中X取代基为卤素或含有氮/氧杂原子取代基，简称为BBX。

2.如权利要求1所述的基于苯硼酸衍生物修饰的SnO₂钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤一的具体实现方式为：在洗洁精溶液中，用脱脂棉对ITO表面进行反复搓洗，然后依次用洗洁精、丙酮、无水乙醇、异丙醇超声清洗10～20min各两次，并在真空干燥箱中烘干；最后对清洗烘干的阴极基底进行10～20min的紫外臭氧处理。

3.如权利要求1所述的基于苯硼酸衍生物修饰的SnO₂钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤二所述低沸点溶剂包括氯仿，二氯甲烷，乙醇。

4.如权利要求1所述的基于苯硼酸衍生物修饰的SnO₂钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤三所述旋涂在ITO上时，转速3000～5000rpm，时间为30～60s；所述退火温度为120～180℃，时间为30～60min；所述旋涂在已冷却的SnO₂薄膜上时，转速为4000～6000rpm，时间为30～60s。

5.如权利要求1所述的基于苯硼酸衍生物修饰的SnO₂钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤四所述退火温度为120～180℃，退火时间为5～20min。

6.如权利要求1所述的基于苯硼酸衍生物修饰的SnO₂钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤五所述旋涂的转速为3000～4000rpm，时间为30～60s；所述Spiro-OMeTAD表面蒸镀空穴传输层MoO₃，真空度低于2×10^-4Pa，速率为厚度为5～10nm。