[发明专利]一种具有双层钙钛矿薄膜结构的太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有双层钙钛矿薄膜结构的太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：(1)选取导电衬底并刻蚀图案获取刻蚀的导电衬底；(2)制备电子传输层或空穴传输层；(3)制备具有双层钙钛矿结构的薄膜；(4)制备空穴传输层或电子传输层；(5)在空穴传输层或电子传输层上热镀金或银电极，获得具有双层钙钛矿薄膜结构的n‑i‑p型或p‑i‑n型太阳能电池；本发明还公开了采用上述方法制备获得的太阳能电池，该制备方法绿色环保，可以改善钙钛矿薄膜形貌和结晶性以及界面，并增强器件的光电性能。

主权项

1.一种具有双层钙钛矿薄膜结构的太阳能电池的制备方法，其特征是包括以下步骤：（1）选取导电衬底并刻蚀图案，清洗后获得已刻蚀的导电基底；（2）将步骤（1）中的已刻蚀的导电基底，采用等离子处理后，再采用旋涂法沉积无机氧化物半导体电子传输材料，退火后获得电子传输层；或将已刻蚀的导电基底，采用等离子处理后，再采用旋涂法沉积聚合物半导体空穴传输材料，退火后获得空穴传输层；（3）制备钙钛矿前驱溶液，在步骤（2）的电子传输层上旋涂钙钛矿前驱溶液，在旋涂过程中加入乙酸乙酯，旋涂后退火，冷却后得到具有双层钙钛矿结构的薄膜；或在步骤（2）的空穴传输层上旋涂钙钛矿前驱溶液，在旋涂过程中加入乙酸乙酯，旋涂后退火，冷却后得到具有双层钙钛矿结构的薄膜；（4）在步骤（3）得到的具有双层钙钛矿结构的薄膜上旋涂有机空穴传输层溶液，获得空穴传输层；或在步骤（3）得到的具有双层钙钛矿结构的薄膜上旋涂富勒烯衍生物电子传输层溶液，获得电子传输层；（5）在步骤（4）获得的空穴传输层上热镀金或银电极，获得具有双层钙钛矿薄膜结构的n‑i‑p型太阳能电池；或在步骤（5）获得的电子传输层上热蒸镀金或银电极，获得具有双层钙钛矿薄膜结构的p‑i‑n型太阳能电池；步骤（3）中旋涂分为两步，第一步旋涂时旋涂速度为500~2000rpm/min，旋涂时间为5s，第二步旋涂时旋涂速度为4000~6000 rpm/min，旋涂时间为30s，在第二步旋涂过程中加入0.2~1mL乙酸乙酯；步骤（3）中退火分为两步，第一步退火温度为40~60℃，退火时间为1~3min，第二步退火温度为90~110℃，退火时间为8~20min，所得具有双层钙钛矿结构的薄膜的厚度为300~500nm；步骤（3）中所述钙钛矿前驱溶液采用的溶剂为N,N‑二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的混合溶剂。