[发明专利]钙钛矿太阳电池准一维TiO2纳米结构阵列骨架层制备方法

摘要

本发明公开了一种钙钛矿太阳电池准一维TiO2纳米结构阵列骨架层制备方法，首先采用磁控溅射、真空热蒸发、脉冲激光沉积等物理镀膜技术在导电玻璃基底上依次制备TiO2致密层和Ti金属薄膜，然后采用溶液氧化方法将Ti金属薄膜氧化为准一维TiO2纳米结构阵列作为钙钛矿太阳电池的骨架层。在骨架层上制备钙钛矿型有机金属卤化物光吸收层、空穴传输层和对电极后可获得钙钛矿太阳电池。本方法制备的准一维TiO2纳米结构阵列骨架层可提高载流子传输速度，减小载流子复合几率等，提高钙钛矿太阳电池的载流子收集效率和光电转换效率，具有良好的应用前景。

主权项

1.钙钛矿太阳电池准一维TiO2纳米结构阵列骨架层制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）、透明导电基底的刻蚀与清洗：沿透明导电基底长边方向用胶带粘住保护起来，剩余的区域用锌粉和1~6mol/L的盐酸按照钙钛矿太阳电池结构所需的图样进行刻蚀，随后经超声清洗、氮气吹干后备用；（2）、TiO2致密层的制备：将步骤（1）中准备好的透明导电基底覆盖掩膜后置于物理镀膜设备腔内，并固定透明导电基底，采用物理镀膜技术，在透明导电基底上制备TiO2致密层，并采用膜厚仪将TiO2致密层的厚度控制在30~80nm；（3）、Ti金属薄膜的制备：采用物理镀膜技术，以Ti靶或Ti粉为原料，在步骤（2）制备的TiO2致密层上沉积Ti金属薄膜，并采用膜厚仪将Ti金属薄膜的厚度控制在250~500nm；（4）、反应溶液配制：取50~80mL质量浓度为20%~50%的H2O2溶液，加入辅助氧化物搅拌均匀；（5）、准一维TiO2纳米结构阵列的制备：将通过步骤（1）~（3）制备好的依次沉积了TiO2致密层和Ti金属薄膜的透明导电基底置于步骤（4）配制的反应溶液中，在60~110℃温度下反应48~72小时，随后取出用去离子水冲洗后在氮气流中干燥，再在450~510℃退火30~90分钟，制得适用于钙钛矿太阳电池的准一维TiO2纳米结构阵列骨架层。