[发明专利]一种基于磁控溅射钙钛矿光吸收层的光伏器件的制备方法

权利要求书

1.一种基于磁控溅射钙钛矿光吸收层的光伏器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将FTO透明导电玻璃清洗、吹干；

(2)在FTO透明导电玻璃上制备致密TiO₂和SnO₂电子传输层；

(3)在所述电子传输层上采用磁控溅射技术制备钙钛矿光吸收层；

(4)在所述的钙钛矿光吸收层上制备Spiro-OMeTAD空穴传输层；

(5)在所述空穴传输层上蒸镀Ag作为顶电极，即得到所述光伏器件。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁控溅射钙钛矿光吸收层的光伏器件的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，钙钛矿光吸收层的制备方法包括以下步骤：

(1)采用直流溅射金属Pb靶，抽真空至2×10^-4Pa，通过Ar/O₂混合气体，调节溅射功率和溅射压强，溅射3～5min，溅射结束后通入氮气，待溅射腔室气压为大气压时，取出，即得到PbO薄膜；

(2)将CH₃NH₃I粉末和PbO薄膜放置到管式炉中，抽真空至10Pa，升温至145℃后进行保温，反应结束后，待管式炉自然冷却至室温，取出样品，即得到MAPbI₃钙钛矿薄膜。

3.根据权利要求2所述的一种基于磁控溅射钙钛矿光吸收层的光伏器件的制备方法，其特征在于：所述Ar∶O₂的体积比为30∶10～60∶10。

4.根据权利要求2所述的一种基于磁控溅射钙钛矿光吸收层的光伏器件的制备方法，其特征在于：所述溅射功率为15～50W，溅射腔室压强为0.2～0.8Pa。

5.根据权利要求2所述的一种基于磁控溅射钙钛矿光吸收层的光伏器件的制备方法，其特征在于：每200cm²的PbO薄膜需要5g CH₃NH₃I粉末。

6.根据权利要求1所述的一种基于磁控溅射钙钛矿光吸收层的光伏器件的制备方法，其特征在于：所述保温时间为30～120min。

7.根据权利要求1所述的一种基于磁控溅射钙钛矿光吸收层的光伏器件的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，钙钛矿光吸收层的制备方法包括以下步骤：采用射频溅射直接溅射(Cs_xFA_yMA_1-x-y)Pb(IBrCl)₃钙钛矿靶材，抽真空至2×10^-4Pa，通入氩气，调节溅射功率和溅射压强，溅射10～30min，溅射结束后通入氮气，待溅射腔室气压为大气压时，取出，即得到(Cs_xFA_yMA_1-x-y)Pb(IBrCl)₃钙钛矿薄膜，将制备的钙钛矿薄膜放置到加热台进行退火即得所述钙钛矿薄膜。

8.根据权利要求7所述的一种基于磁控溅射钙钛矿光吸收层的光伏器件的制备方法，其特征在于：所述溅射功率为30～100W，溅射腔室压强为0.2～0.8Pa。

9.根据权利要求7所述的一种基于磁控溅射钙钛矿光吸收层的光伏器件的制备方法，其特征在于：所述退火温度为100～180℃。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种基于磁控溅射钙钛矿光吸收层的光伏器件的制备方法，其特征在于：所述电子传输层的厚度为30～50nm，所述光吸收层的厚度为300～500nm，所述空穴传输层的厚度为100～150nm，所述顶电极的厚度为80～130nm。