[发明专利]一种基于介孔结构铜铟硫的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种基于介孔结构铜铟硫的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。本发明利用铜铟硫和钙钛矿两种材料各自的优越性能制得的太阳能电池结构新颖，充分利用了铜铟硫与钙钛矿两种光伏材料的优点，铜铟硫与钙钛矿形成了体异质结，提高了铜铟硫与钙钛矿的接触面积，利于载流子的收集；制作过程简单，成本低廉，应用前景广阔。

主权项

一种制备基于介孔结构铜铟硫的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将切好的ITO导电玻璃清洗，得到洁净的ITO基片；2）称取0.11mmol碘化亚铜、0.1mmol醋酸铟、0.5mmol硫脲，共同溶于1.2ml甲胺与0.08ml丙酸组成的混合溶液中，配置成铜铟硫前驱体溶液；3）取0.08ml步骤2）配置好的铜铟硫前驱体溶液，滴到步骤1）清洗后的ITO基片上，而后匀胶，匀胶时的具体操作是放置到匀胶机上以每分钟6000转匀胶60秒；最后将匀胶好的ITO基片放到热台上，氮气环境下退火，退火是在250℃退火15分钟；ITO基片上得到一层致密的铜铟硫薄膜，基片记为ITO/compact‑CuInS2；4）按步骤2）中的原料用量比例配制铜铟硫前驱体溶液200ml，向其中混入三氧化二铝纳米粒异丙醇悬浊液200ml形成混合液，而后将此混合液磁力搅拌其充分混合；5）取步骤4）的混合液0.08ml滴到步骤3）得到的ITO基片上并匀胶，匀胶时的具体操作是放置在匀胶机上以每分钟3000转匀胶60秒；而后退火，退火是在250℃退火15分钟；ITO基片上得到掺杂有三氧化二铝的铜铟硫光电薄膜，基片记为ITO/compact‑CuInS2/hybrid‑ CuInS2；6）将步骤5）得到的基片放入氢氧化钠水溶液中浸泡，取出后用去离子水清洗，而后将其放到热台上氮气环境下烘干，即得到具有介孔结构的铜铟硫光电薄膜，基片记为ITO/compact‑CuInS2/mesoporous‑CuInS2；7）称取0.01mmol的CH3NH3I和0.01mmol的PbI2共同溶入1mlDMF溶液中，60℃搅拌8小时，配置成钙钛矿前驱体溶液，取钙钛矿前驱体溶液0.08ml滴到步骤6）得到的基片上并匀胶，匀胶时的具体操作是放置在匀胶机上以每分钟1500转匀胶60秒；而后氮气环境下退火，退火是在100℃退火30分钟；得到的基片记为ITO/compact‑CuInS2/CuInS2：(CH3NH3)PbI3/(CH3NH3)PbI3；8）称量15mg PCBM 溶入1ml邻二氯苯中形成PCBM邻二氯苯溶液，磁力搅拌24小时，取PCBM邻二氯苯溶液0.08ml滴到步骤7）得到的基片上并匀胶，匀胶时的具体操作是放置在匀胶机上以每分钟2000转匀胶60秒；而后氮气环境下退火，退火是在150℃退火15分钟；得到的基片记为ITO/compact‑CuInS2/CuInS2：(CH3NH3)PbI3/(CH3NH3)PbI3/PCBM；9）将步骤8）得到的基片真空环境下蒸镀一层银电极即完成电池制作，最终得到基于介孔结构铜铟硫的钙钛矿太阳能电池，记为ITO/compact‑CuInS2/CuInS2：(CH3NH3)PbI3/(CH3NH3)PbI3/PCBM/Ag。