[发明专利]一种基于无铅变形钙钛矿结构的太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于无铅变形钙钛矿结构的太阳能电池，其特征是，包括光吸收层，所述光吸收层的材料为变形钙钛矿结构的Cs₂SnI₆，

正置电池结构依次包括顶电极、电子收集层、光吸收层、空穴收集层及衬底，其制备方法是：首先，以衬底作为窗口层，并在衬底上进行电极刻蚀，然后将刻蚀后的衬底用氢氧化钾的异丙醇饱和溶液超声清洗120min，取出用乙醇冲洗干净，再用含有乙醇、异丙醇、丙酮体积比为1:1:1的混合溶液超声清洗40min，乙醇溶液清洗40min，最后烘干备用；其次，在衬底上制备空穴传输层；第三，在空穴传输层上制备变形钙钛矿结构的Cs₂SnI₆薄膜；第四，在Cs₂SnI₆薄膜上制备电子传输层，采用低压脉冲激光沉积法(PLD法)在FTO玻璃上生长厚度300nm NiO薄膜：真空条件0.05Pa，生长温度设定为50℃，保温30min，激光能量为2.0mJ/cm²，频率为5Hz；或采用PLD法制备氧化锌层，其步骤为：采用氧化锌靶材，真空条件0.1Pa，生长温度设定为150℃，保温10min，激光能量为2.0mJ/cm²，频率为10Hz；最后，在电子传输材料上制备电极；其中，第三步骤为：通过气相合成法直接在空穴传输层上制备Cs₂SnI₆薄膜；或通过液相沉积法合成Cs₂SnI₆，然后通过旋涂方法将Cs₂SnI₆在空穴传输层上制备成Cs₂SnI₆薄膜；

或，反型电池结构依次包括顶电极、空穴收集层、光吸收层、电子收集层及衬底，其制备方法是：首先，以衬底作为窗口层，并在衬底上进行电极刻蚀，然后将刻蚀后的衬底用氢氧化钾的异丙醇饱和溶液超声清洗120min，取出用乙醇冲洗干净，再用含有乙醇、异丙醇、丙酮体积比为1:1:1的混合溶液超声清洗40min，乙醇溶液清洗40min，最后烘干备用；其次，在衬底上制备电子传输层，采用低压脉冲激光沉积法在FTO玻璃上生长厚度300nm NiO薄膜：真空条件0.05Pa，生长温度设定为50℃，保温30min，激光能量为2.0mJ/cm²，频率为5Hz；第三，在电子传输层上制备变形钙钛矿结构的Cs₂SnI₆薄膜；第四，在Cs₂SnI₆薄膜上制备空穴传输层；最后，在空穴传输材料上制备电极；其中，第三步骤为：通过气相合成法直接在电子传输层上制备Cs₂SnI₆薄膜；或通过液相沉积法合成Cs₂SnI₆，然后通过旋涂方法将Cs₂SnI₆在电子传输层上制备成Cs₂SnI₆薄膜。

2.如权利要求1所述的一种基于无铅变形钙钛矿结构的太阳能电池，其特征是，所述顶电极的材料为金属材料或导电炭材料。

3.如权利要求2所述的一种基于无铅变形钙钛矿结构的太阳能电池，其特征是，所述金属材料Ag或Au。

4.如权利要求1所述的一种基于无铅变形钙钛矿结构的太阳能电池，其特征是，所述电子收集层的材料为无机n型半导体材料或有机电子传输材料，所述电子收集层的厚度为30-300nm。

5.如权利要求1所述的一种基于无铅变形钙钛矿结构的太阳能电池，其特征是，所述空穴收集层的材料为无机p型半导体材料或有机空穴传输材料，所述空穴收集层的厚度为30-300nm。

6.如权利要求1所述的一种基于无铅变形钙钛矿结构的太阳能电池，其特征是，所述衬底的材料为以FTO导电玻璃或ITO导电玻璃。