[发明专利]一种均匀有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法

摘要

本发明公开一种均匀有机-无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，首先按比例配制钙钛矿溶胶前驱液，然后通过多步骤旋转涂布法在洁净的导电玻璃衬底上制备钙钛矿薄膜，为了得到均匀光滑的有机-无机钙钛矿薄膜，在旋涂最后阶段，通过滴加有机溶剂对薄膜进行处理，最后将薄膜烘干，从而得到均匀光滑有机-无机钙钛矿薄膜。以PEDOT：PSS作为空穴传输层，PCBM作为电子传输，ZnO纳米颗粒膜作为空穴阻挡层制备电池器件。本发明的优点是：1、采用一步液相制备方法制备钙钛矿薄膜，不需要复杂设备，可以非常容易地得到均匀的有机-无机钙钛矿薄膜；2、以自制的ZnO纳米颗粒溶胶旋涂成膜作为空穴阻挡层，获得高效率的电池器件。

主权项

一种均匀有机‑无机钙钛矿薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)首先将A g的氢氧化钾溶于B mL的甲醇之中得到溶液X，然后将C g二水合醋酸锌溶于D mL甲醇，得到溶液Y；将溶液Y置于水浴之中，在不断搅拌的情况下将溶液X全部逐滴加入到溶液Y中；将水浴温度升高并搅拌得到溶胶；待溶胶冷却至室温，自然沉淀后，将沉淀物用甲醇清洗两次，然后取适量沉淀物将其分散到甲醇、氯仿和正丁醇组成的混合溶剂之中，得到稳定的浓度为5～7mg/mL的氧化锌溶胶待用；A：B：C：D＝(1.45～1.5)：(65～70)：(2.9～3.0)：(120～130)；2)向避光的密闭容器中添加F g碘化铅和G g碘化钾胺，然后再向其中添加H mL N,N‑二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的混合液，得到钙钛矿先驱液；其中，F：G：H＝2.3：0.8：5；3)在洁净的图案化ITO导电玻璃上，通过旋转涂布法制备一层厚度50～60nm的PEDOT:PSS空穴传输层，然后烘烤至干燥；然后将钙钛矿先驱液滴加到PEDOT:PSS空穴传输层表面开始旋涂钙钛矿薄膜；旋涂所得薄膜置于热板上烘烤得到均匀光滑的结晶钙钛矿薄膜；4)以20～30mg/mL的PCBM氯苯溶液为先驱液，在钙钛矿薄膜表面旋涂一层PCBM，旋涂速度为1000～1500rpm,旋涂时间为45～60s；然后再以已制备的氧化锌溶胶为先驱液，在PCBM表面旋涂一层ZnO，旋涂速度为3000～4000rpm，旋涂时间为30～40s；最后，通过真空热蒸发的方法在ZnO表面蒸镀一层金属铝作为电池电极，获得均匀有机‑无机钙钛矿薄膜太阳能电池。