[发明专利]一种锡掺杂甲基铵基碘化铅钙钛矿太阳能电池

摘要

本发明涉及太阳能电池领域，具体是一种有机‑无机杂化钙钛矿型太阳能电池。一种锡掺杂甲基铵基碘化铅钙钛矿太阳能电池，活性层是锡掺杂的甲基铵基碘化铅钙钛矿CH₃NH₃Sn_xPb_1‑xI₃薄膜，本发明锡掺杂甲基铵基碘化铅钙钛矿太阳能电池具有平面异质结结构，本发明提出一种采用多步溶剂处理辅助的一步法制备CH₃NH₃Sn_xPb_1‑xI₃钙钛矿太阳能电池的方法，获得了高质量的钙钛矿薄膜，实现了高的光电转化效率。

主权项

1.一种锡掺杂甲基铵基碘化铅钙钛矿太阳能电池，其特征在于：沉积有一层均匀的铟锡氧化物ITO的玻璃基底作为电池的阳极，在铟锡氧化物ITO的玻璃基底上再沉积一层聚(3, 4‑乙烯二氧噻吩)‑聚苯乙烯磺酸PEDOT:PSS薄膜作为空穴传输层，在聚(3, 4‑乙烯二氧噻吩)‑聚苯乙烯磺酸PEDOT:PSS薄膜上再沉积一层活性层，然后在活性层上面再旋涂一层[6, 6]‑苯基C60‑丁酸甲酯PC60BM作为电子传输层，最后再通过真空热蒸镀一层连续的铝膜或银膜作为电池的阴极，活性层是锡掺杂的甲基铵基碘化铅钙钛矿CH3NH3SnxPb1‑xI3薄膜，x为小于1的正数，沉积一层活性层的过程为：将甲基碘化胺CH3NH3I、碘化铅PbI2和碘化锡SnI2按照摩尔比为1.08:(1‑x):x溶解于N，N‑二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO混合溶剂中形成前驱液，前驱液中，甲基碘化胺CH3NH3I的摩尔浓度为1.62 mol/L，N，N‑二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO的体积比为10:1，利用溶液旋涂法在聚(3, 4‑乙烯二氧噻吩)‑聚苯乙烯磺酸PEDOT:PSS薄膜上旋涂前驱液，旋涂速率为6000‑6500 rpm，旋涂时间为30‑40s，在旋涂开始5‑15s后保持旋涂前驱液的情况下，滴加仲丁醇清洗，清洗时间为1‑1.5s，清洗完成后继续旋涂前驱液直至完成前驱液旋涂时间后停止旋涂，在N2气氛中保持温度100 °C退火25 s，然后使用仲丁醇浸泡5‑10 s，浸泡期间处于静止状态，浸泡结束后旋转玻璃基底，旋转速率6000‑6500 rpm，旋转时间25‑35 s，然后在N2气氛中保持温度100 °C退火25 min，最后在DMF热蒸汽下退火25 min，退火温度仍保持在100 °C，最终制作出膜厚为290 nm ‑ 310 nm的锡掺杂的甲基铵基碘化铅钙钛矿CH3NH3SnxPb1‑xI3薄膜。