[发明专利]基于聚-3己基噻吩/酞菁锌复合空穴层的无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法与应用

摘要

本发明提供了基于聚‑3己基噻吩(P3HT)/酞菁锌(ZnPc)复合空穴层的无机钙钛矿太阳能电池制备方法与应用，具体是先在导电玻璃上旋涂电子传输材料，之后在其表面经连续多步旋涂溴化铅和溴化铯溶液制得致密均匀的CsPbBr₃吸光层，随后旋涂P3HT和ZnPc混合溶液形成空穴层，最后涂覆碳浆料组装成基于P3HT/ZnPc复合空穴层的无机钙钛矿太阳能电池。本发明充分利用P3HT和ZnPc复合后空穴迁移率高，能带结构可调并可钝化CsPbBr₃表面缺陷态的优势，促进电荷提取迁移，抑制辐射及非辐射复合，有效提高电池的光电转换效率，具有材料改进空间大、制备方法简单、成本低廉及稳定性好的优点。

主权项

1.基于聚‑3己基噻吩/酞菁锌复合空穴层的无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将浓度为0.2 ~ 0.8 mol/L的钛酸异丙酯和乙二醇铵的乙醇溶液旋涂在带有刻蚀线的干净无杂质的FTO导电玻璃上，并经高温煅烧形成均匀一致的TiO₂致密层；将浓度为0.05 ~ 0.15 g/mL的TiO₂胶体旋涂于TiO₂致密层表面，经高温煅烧获得二氧化钛介孔层薄膜；将二氧化钛介孔层薄膜浸泡在浓度为0.02 ~ 0.05 mol/L，溶剂为水的四氯化钛溶液中加热，冲洗，晾干后，再进行高温煅烧制得二氧化钛光阳极；将浓度为0.5 ~ 2 mol/L，溶剂为N，N‑二甲基甲酰胺的溴化铅溶液进行加热，再旋涂在二氧化钛光阳极薄膜表面，再进行加热得到溴化铅薄膜；将所浓度为0.05 ~ 0.15 mol/L，溶剂为甲醇的溴化铯溶液旋涂溴化铅薄膜之上，再进行加热，放凉之后重复此步骤多次可获得高质量均匀致密的CsPbBr₃钙钛矿层；将聚‑3己基噻吩和酞菁锌粉末溶解于氯苯中进行超声，得到质量浓度为5 ~ 15 mg/mL的聚‑3己基噻吩/酞菁锌混合溶液，获得均匀溶液旋涂于上述薄膜之上，随后加热制备复合空穴层；在上述复合空穴层表面用刀片刮涂碳浆料，组装成具有复合空穴层的无机钙钛矿太阳能电池。