[发明专利]一种基于无机量子点铜铟硒的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于无机量子点铜铟硒的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，包括以下步骤：将硒溶解在DPP和OAm中混合均匀形成DDP‑Se前驱体溶液；(2)将CuI，In(OAC)₃，OAm和ODE混合得到A溶液，加热；(3)将步骤1）中DDP‑Se前驱体溶液与的A溶液混合，后降温注入正己烷，得到混合溶液B；(4)洗涤、干燥得到CuInSe₂量子点材料。将CuInSe₂量子点材料作为空穴传输层制备钙钛矿电池，制备得到的电池稳定性好，光电转换效率高。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种基于无机量子点铜铟硒的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

近年来，有机~无机杂化钙钛矿太阳能电池成为太阳电池领域的一个研究热点。2009年，钙钛矿材料首次应用在太阳电池中，其转换效率仅有3.8%（J. Am. Chem. Soc.,2009, 131:6050）。目前，钙钛矿太阳电池效率已提高到22.1%（Science, 2017, 356:1376）。

钙钛矿太阳电池一般由电子传输层、钙钛矿吸收层和空穴传输层组成。空穴传输层通常采用有机聚合物，比如：spiro-OMeTAD、PTAA等，但是，这些有机材料的合成过程复杂、纯度要求比较高，所以价格非常昂贵。目前，国内合成的spiro-OMeTAD的价格是1500~2000元/克，是纯金价格的4~5倍。这就导致了钙钛矿电池成本很高。

有机材料制备的钙钛矿电池不仅价格昂贵，而且稳定性不好。由于它们需要添加锂盐（如：Li-TFSI），改善其空穴迁移率和电池性能，然而锂盐的添加会导致钙钛矿的分解，使电池的稳定性变差。

为了降低钙钛矿电池的成本，提高其稳定性，一种有效办法就是利用无机空穴传输材料替代有机空穴传输材料，制备钙钛矿太阳电池。

CuInSe₂作为一种常用的太阳能电池材料，通常作为光吸收层，应用于制备薄膜太阳能电池和量子点敏化太阳电池中。然而作为P型半导体材料，CuInSe₂具有在钙钛矿太阳能电池中作为空穴传输材料的潜在应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备CuInSe₂量子点的制备方法，由本方法制备的CuInSe₂量子点可以作为空穴传输材料，制备钙钛矿太阳电池，获得了较高的光电转换效率。

一种CuInSe₂量子点的制备方法，包括以下步骤：

(1)将0.2~0.4mmol硒溶解在0.1~0.5 ml二苯基膦（DPP）和0.3~0.7 ml油胺（OAm）中混合均匀形成DDP-Se前驱体溶液。

(2)将0.0.05~0.15 mmol碘化亚铜（CuI），0.0.05~0.15 mmol醋酸铟（In(OAC)₃），1~3 ml 油胺（OAm）和1~3 ml十八烯（ODE）混合得到A溶液，加热至170-190℃。

(3) 在170~190℃时，将步骤1）中得到的DDP-Se前驱体溶液与的A溶液混合，在170~190℃的温度下保持3~7min，等到降至80~100℃时，注入8~12 ml正己烷，接着再降至室温，得到混合溶液B。

(4)采用4mL乙醇和丙酮的混合溶液对2ml步骤3）得到的混合溶液B洗涤2~4次，然后真空干燥，得到CuInSe₂量子点材料。

步骤（4）中乙醇和丙酮的体积比为1:1。

将所述CuInSe₂量子点作为空穴传输材料的钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下步骤：

（1）ITO玻璃处理：将刻蚀的ITO玻璃清洗后，UV处理15分钟，得到洁净的ITO玻璃。