[发明专利]一种制备钙钛矿太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：将含有化合物BXn的溶液旋涂沉积在有电子传输层或空穴传输层的导电基底上，并在旋涂过程中依次滴加甲醇和含氮有机卤化物AX的醇溶液，得到钙钛矿湿膜，然后将钙钛矿湿膜进行退火处理得到钙钛矿薄膜，再在退火后的钙钛矿薄膜上沉积空穴传输层或电子传输层，再沉积背电极，完成钙钛矿太阳能电池的制备；其中，n≥2，A为含胺基、脒基、胍中至少一种一价有机阳离子，B为硼、硅、锗、砷、锑、铍、镁、钙、锶、钡、铝、铟、镓、锡、铊、铅、铋、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金中的至少一种，其中，二价金属铅的摩尔百分数不低于80%，X为氟、氯、溴、碘、硫氰根中的至少一种阴离子，其中，碘离子的摩尔百分数不低于80%，所述醇溶液中含有异丙醇、正丁醇、叔丁醇中任意一种醇溶剂。

2.如权利要求1所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述制备钙钛矿太阳能电池的方法包括如下步骤：

步骤一，在透明导电基底上沉积电子传输层或空穴传输层；

步骤二，将化合物BXn溶解在溶剂中，浓度为0.5mol/l~2.0mol/l；

步骤三，将含氮有机卤化物AX溶于醇溶剂中，浓度为10mg/ml~90mg/ml；

步骤四，在电子传输层或空穴传输层上旋涂步骤二配好的化合物BXn溶液，并在旋涂过程中依次滴加甲醇、含氮有机卤化物的醇溶液，旋涂5s~60s，得到钙钛矿湿膜，其中，甲醇作为清洗剂；

步骤五，对钙钛矿湿膜在80℃～150℃温度下退火5min~10min；

步骤六，在退火后的钙钛矿薄膜上沉积空穴传输层或电子传输层，再沉积背电极，完成钙钛矿太阳能电池的制备；其中，

在步骤二中，所述溶剂包括主溶剂和溶剂添加剂，所述主溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯中的至少一种，所述溶剂添加剂为二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、1,8-二碘辛烷、N-环己基-2-吡咯烷酮、氯苯、甲苯中的至少一种，所述溶剂添加剂与主溶剂的体积比为0~50%。

3. 如权利要求2所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，在步骤二的化合物BXn溶液中，掺入了锂、钠、钾、铯、铷中至少一种一价金属卤化物，其中，掺入的一价金属卤化物不超过化合物BXn摩尔数的 25%。

4. 如权利要求3所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，在步骤三的含氮有机卤化物AX溶液中，也掺入了锂、钠、钾、铯、铷中至少一种一价金属卤化物，其中，掺入的一价金属卤化物不超过含氮有机卤化物AX摩尔数的 25%。

5. 如权利要求2所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，在步骤三的含氮有机卤化物AX溶液中，掺入了锂、钠、钾、铯、铷中至少一种一价金属卤化物，其中，掺入的一价金属卤化物不超过含氮有机卤化物AX摩尔数的 25%。

6.如权利要求2所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述制备钙钛矿太阳能电池的方法包括如下步骤：

S1，将5cm×5cm的FTO玻璃板依次经洗洁精、去离子水、丙酮、异丙醇超声各清洗30min，再用N₂吹干后经UV O-zone处理10min；

S2，在清洗后的FTO玻璃板表面制备TiO₂薄膜作为电子传输层；

S3，配制1.2 mol/l PbBr₂ 的N,N-二甲基乙酰胺溶液C1，配制60mg/ml的甲脒氢碘酸盐的异丙醇溶液D1；

S4，将150µl PbBr₂溶液C1负载在TiO₂薄膜上，旋涂30s时迅速滴加100µl甲醇，然后滴加100µl的甲脒氢碘酸盐的醇溶液D1，再旋涂5s后结束，对得到的钙钛矿湿膜在温度100℃下退火5min，得到钙钛矿薄膜；

S5，在钙钛矿薄膜上沉积50nm~100nm的空穴传输层CuSCN；

S6，在空穴传输层CuSCN上蒸镀金属导电层Cu电极，制得钙钛矿太阳能电池。

7.如权利要求2所述的制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述制备钙钛矿太阳能电池的方法包括如下步骤：

T1，将5cm×5cm的ITO玻璃板依次经洗洁精、去离子水、丙酮、异丙醇超声各清洗30min，再用N₂吹干后经UV O-zone处理10min；

T2，在清洗后的ITO玻璃板表面制备PTAA 薄膜作为空穴传输层：经过2000rpm，20s旋涂1mg/ml~10mg/ml的PTAA，然后100℃退火10min制得PTAA传输层；

T3，配制0.05mol/l CsI，1mol/l PbI₂ 的N,N-二甲基甲酰胺溶液C2，配制50mg/ml的甲胺氢碘酸盐的异丙醇溶液D2；

T4，将150µl溶液C2负载在PTAA薄膜上，4000rpm旋涂30s，然后迅速滴加100µl体积的甲醇，再马上滴加100µl的甲胺氢碘酸盐醇溶液D2，旋涂60s后停止，得到钙钛矿湿膜，再100℃退火5min，得到钙钛矿薄膜；

T5，在钙钛矿薄膜上沉积电子传输层PCBM，厚20nm~50nm；

T6，在电子传输层PCBM上蒸镀金属导电层Ag电极，制得钙钛矿太阳能电池。