[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池用Cs3

说明书

一种钙钛矿太阳能电池用Cs₃Bi_xIn_2‑xI₉光活性层的制备方法，属于纳米材料和太阳能电池技术领域。Cs₃Bi_xIn_2‑xI₉光活性层制备方法：Cs₃Bi_xIn_2‑xI₉光活性层通过一步溶液旋涂法制备，将CsI、BiI₃及InI₃粉末分散在DMF/DMSO混合溶液中形成前驱体溶液，旋涂在玻璃基底上，经过加热退火形成钙钛矿薄膜；以Cs₃Bi_xIn_2‑xI₉为钙钛矿层太阳能电池的制备：配置空穴传输层溶液(70㎎spiro‑MeoTAD，17μl锂盐，28μl4‑叔丁基吡啶，1ml氯苯)，将配置好的溶液旋涂在Cs₃Bi_xIn_2‑xI₉钙钛矿表面，静置12小时后，将样品放在蒸银真空镀膜仪中，蒸镀一层60nm的银电极；蒸镀完成后，用丁内酯将光阳极擦出即可获得钙钛矿太阳能电池。优点：本发明的钙钛矿太阳能电池具有极强的稳定性，成本低廉，制备工艺简单，环境友好，能进行大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种纳米材料和太阳能电池技术领域，特别是一种钙钛矿太阳能电池用 Cs₃BixIn_2-xI₉光活性层的制备方法。

背景技术

太阳能是地球上所有能源(可再生能源和不可再生能源)的根本来源，取之不尽用之不竭，新能源领域中处于龙头地位。太阳能电池就是利用光伏效应直接把光能转化成电能的器件。其中，硅太阳能电池是在光伏电池中发展最为成熟，但硅原料提纯过程中需要大量能耗，使得硅太阳能电池的成本居高不下。

近几年，新型钙钛矿太阳能电池横空出世，电池效率也一路飙升，从2009年的3.8％上升至2017年的22.1％。钙钛矿电池具有理论光电转换效率高、成本低和制备工艺简单等特点，引起科学界的广泛关注，成为当前光电转换材料领域的热点之一，是硅基太阳能电池的理想替代者之一。

钙钛矿太阳能电池有着广阔的市场应用前景，但目前尚未实现产业化，有许多技术问题需要进一步解决和完善。钙钛矿太阳能电池一般由导电基底(FTO)、电子传输层、光活性层和空穴传输层和金属电极等几部分组成。光活性层是钙钛矿太阳能电池的“心脏”，常用的材料是具有钙钛矿结构的有机无机混合卤化铅化合物ABX₃(A＝CH₃NH₃⁺, CH(NH₂)₂⁺，B＝Pb²⁺,Sn²⁺，X＝Cl,Br,I)，此类材料具有对可见光吸收效率高、载流子迁移率高、激发电子寿命长和传输距离远等特点。与此同时，其制备的电池器件性能不稳定，制约了钙钛矿电池的大规模生产和商业化。此外，Pb元素的存在会对环境造成污染、对人体健康造成危害。寻求一种绿色无污染、高效稳定的光活性材料替代有机无机混合卤化铅化合物ABX₃是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是要提供一种钙钛矿太阳能电池用Cs₃BixIn_2-xI₉光活性层的制备方法，旨在降低太阳能电池的制造成本和优化太阳能电池的稳定性和光电转换效率的性能。

本发明的目的通过以下的技术方案来解决。