[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池的制备方法

摘要

本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤(1)对透明导电基底清洗；(2)在透明导电基底上旋涂制备致密空穴阻挡层；(3)在致密空穴阻挡层上旋涂制备介孔电子传输层；(4)在介孔电子传输层上用连续滴涂法制备钙钛矿型薄膜光吸收层；(5)在钙钛矿型薄膜光吸收层上旋涂制备空穴传输层；(6)在空穴传输层上蒸镀金属背电极，即成。本发明的制备方法利用连续滴涂法制备钙钛矿吸收层，制备的吸收层薄膜结晶性好形貌易于控制，获得晶粒起伏度更大同时晶粒更加规则，获得的钙钛矿太阳电池其器件短路电流，开路电压，填充因子均比现有技术中的液相两步法高，最终实现了高能量转化效率、器件重复性好的钙钛矿太阳电池。

主权项

一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：该太阳能电池依次由透明导电基底、致密空穴阻挡层、介孔电子传输层、钙钛矿型薄膜光吸收层、空穴传输层和金属背电极组成，其制备方法包括如下步骤：(1)将透明导电基底依次用清洁剂搓洗，然后用去离子水冲洗，再依次用丙酮、乙醇超声15～20min，接着用氮气枪吹干，放入氧等离子清洗机中清洗15～20min；(2)在步骤(1)处理后的透明导电基底上旋涂制备氧化钛、氧化镍和氧化锆中的至少一种材质的致密空穴阻挡层，具体旋涂工艺如下：旋涂速度为1500～2500rpm，旋涂次数为3次，每次旋涂时间为20～30s，每次旋涂结束均通过热台退火5～10min，退火温度为100～150℃，最后转移到马弗炉中400～500℃退火30～60min；(3)步骤(2)制得的物料经四氯化钛溶液浸泡处理后，在致密空穴阻挡层上用纳米介孔材料旋涂制备介孔电子传输层，具体旋涂工艺如下：旋涂速度为4000～6000rpm，旋涂时间20～40s，旋涂结束后于热台退火5～10min，退火温度为100～150℃，最后转移到马弗炉中400～500℃退火30～60min；(4)在步骤(3)制备的介孔电子传输层上用连续滴涂法制备厚度为550～650nm、晶粒尺寸为300～500nm的钙钛矿型薄膜光吸收层，具体为：在所述介孔电子传输层上滴加第一溶液，以4～8s的时间从0rpm加速至4000～6000rpm进行旋涂成膜10～30s，再以6～10s的时间减速至2000～3000rpm继续进行旋涂10～30s，当减速至2000～3000rpm时，滴涂第二溶液以使第一溶液和第二溶液反应成膜生成MAPbI3，接着退火，第一溶液以PbI2和DMSO为溶质、DMF为溶剂，第二溶液以MAI为溶质、IPA为溶剂，其中PbI2在第一溶液中的浓度为0.7～1.8M，PbI2与DMSO的摩尔比为1∶1～3，第二溶液的浓度为0.189～0.503M，第二溶液的温度为25～100℃；(5)在步骤(4)制备的钙钛矿型薄膜光吸收层上旋涂制备空穴传输层，具体旋涂工艺如下：旋涂速度为3000～4000rpm，旋涂时间为30～40s；(6)在步骤(5)制备的空穴传输层上蒸镀厚度为80～120nm的金属背电极，即成。