[发明专利]一种量子点太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种量子点太阳能电池及其制备方法。器件包括玻璃基底，阴极，电子传输层，量子点吸光层，空穴传输层和阳极；其量子点吸光层为立方相钙钛矿结构的CsPbI3薄膜，CsPbI3量子点的尺寸为1～20纳米，薄膜厚度为20～800纳米；空穴传输层为有机共轭聚合物薄膜，如P3HT、PTB7、PTB7‑Th等，薄膜厚度为10～200纳米。本发明利用有机共轭聚合物作为空穴传输材料，具有优异的空穴传输能力，无需掺杂；同时，有机共轭聚合物薄膜由于其本身的化学结构具有很强的抗水能力，提高了量子点太阳能电池的光电转换效率和空气稳定性。本发明提供的量子点太阳能电池具有制备工艺简单、可重复性高等特点。 1

主权项

1.一种量子点太阳能电池，包括玻璃基底（1），阴极（2），电子传输层（3），量子点吸光层（4），空穴传输层（5）和阳极（6），其特征在于：所述的量子点吸光层（4）为立方相钙钛矿结构的CsPbI₃薄膜，CsPbI₃量子点的尺寸为1～20纳米，薄膜厚度为20～800纳米；所述的空穴传输层（5）为有机共轭聚合物薄膜，薄膜厚度为10～200纳米；所述的有机共轭聚合物为P3HT、PTB7、PTB7‑Th中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种量子点太阳能电池，其特征在于：所述的电子传输层（3）为二氧化钛或二氧化锡薄膜。

3.如权利要求1所述的一种量子点太阳能电池的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）在阴极基底上制备电子传输层；

（2）空气或氮气氛围中，在电子传输层上逐层旋涂浓度为5～90毫克每毫升的CsPbI₃量子点溶液，旋涂转速为500～8000转每分钟，形成厚度为20～800纳米的量子点薄膜，再用铅源溶液处理薄膜表面，退火处理后，得到吸光层；

（3）空气或氮气氛围中，在吸光层上旋涂浓度为1～50毫克每毫升的有机共轭聚合物溶液，溶液中的有机共轭聚合物为P3HT 、PTB7或PTB7‑Th中的一种，溶剂为氯苯，二氯苯，三氯甲烷或甲苯中的一种，旋涂转速为500～8000转每分钟；再在温度为25～200℃的条件下退火处理0～120分钟，制备得到厚度为10～200纳米的空穴传输层；

（4）在空穴传输层上制备金属阳极，得到量子点太阳能电池。

4.根据权利要求3所述的一种量子点太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤（1）中采用化学浴沉积方法制备厚度为10～120纳米的二氧化钛薄膜，作为电子传输层。

5.根据权利要求3所述的一种量子点太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤（1）中采用旋涂法制备厚度为10～120纳米的二氧化锡薄膜，作为电子传输层。

6.根据权利要求3所述的一种量子点太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤（2）中量子点溶液的旋涂层数为1～10层，退火温度为25～350℃。