[发明专利]一种钙钛矿结构太阳电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种钙钛矿结构太阳电池及其制备方法。所述钙钛矿结构太阳电池依次包括FTO衬底、TiO₂电子传输层、CH₃NH₃PbI_3‑xCl_x钙钛矿吸光层、Spiro‑MeOTAD空穴传输层及Ag电极，其中，X为0‑3。制备方法包括刻蚀、清洗FTO衬底，旋涂TiO2阻挡层、表面处理、采用一步法或两步法在基片上形成钙钛矿、旋涂Spiro‑MeOTAD、蒸镀Ag等步骤。本发明制备的钙钛矿太阳电池具有制备条件简单、光吸收强、能耗低、光电转化效率高等优点。

主权项

1.一种钙钛矿结构太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：刻蚀FTO衬底：将FTO玻璃被切割后，使用胶布将中间的区域保护起来作为电极，其它区域用盐酸蘸着锌粉进行刻蚀直至刻蚀区域变得透明；步骤2)：清洗FTO衬底：将刻蚀完的FTO衬底，除去保护胶布，用表面活性剂进行初步搓洗除去表面杂质，而后将FTO衬底依次放入清洗剂、去离子水、丙酮、酒精、去离子水中超声清洗；步骤3)：旋涂TiO₂阻挡层：将清洗过的FTO衬底表面吹干，送入预处理室使其产生O₂等离子体，使用1‑丁醇将双(乙酰丙酮基)二异丙基钛酸酯溶液稀释得到TiO₂前驱体溶液，将TiO₂前驱体溶液旋涂至FTO衬底上，然后退火；步骤4)：表面处理：将TiCl₄加入冰水混合物中，配置成TiCl₄水溶液，将步骤3)得到的基片浸泡在TiCl₄水溶液中进行处理后，烘干；将表面处理过的基片用去离子水冲洗后，吹干，退火；步骤5)：采用一步法或两步法在步骤4)得到的基片上形成钙钛矿；所述一步法为：将PCBM溶解在氯苯中形成溶液，将该溶液旋涂在基片上，退火，然后在PCBM基片上旋涂有机‑无机钙钛矿溶液的前驱体溶液，退火使钙钛矿基片从透明变为棕色；有机‑无机钙钛矿溶液的前驱体溶液包括溶于DMSO与GBL的混合溶剂中的PbCl₂、PbI₂及CH₃NH₃I；所述两步法为：将PbI₂溶解在DMF中形成溶液，将该溶液旋涂在基片上，退火，然后将PbI₂基片用异丙醇漂洗后，将其浸泡在CH₃NH₃I溶液中，取出烘干，在基片表面形成CH₃NH₃PbI₃，退火，将其再次用异丙醇漂洗，吹干，再次退火，使CH₃NH₃PbI₃进一步结晶；步骤6)：在步骤5)得到的基片上旋涂Spiro‑MeOTAD，阴干；步骤7)：将步骤6)得到的基片表面蒸镀Ag。