[发明专利]一种AZO/二氧化钛/二氧化锡-氧化石墨烯薄膜及利用其制得的钙钛矿太阳能电池

说明书

本申请公开了一种AZO/TiO₂/SnO₂‑薄膜及利用其制得的钙钛矿太阳能电池，属于钙钛矿太阳能电池技术领域，包括从下至上依次结构：1)AZO导电玻璃衬底；2)TiO₂/SnO₂‑GO电子传输层；3)MAPbI₃吸光层；4)Spiro‑MeOTAD空穴传输层；5)金电极或银电极层；MAPbI₃吸光层、Spiro‑MeOTAD空穴传输层均采用旋涂的方法得到；金电极或银电极层采用蒸镀的方法得到；TiO₂/SnO₂‑GO电子传输层厚度为40~80nm，MAPbI₃吸光层厚度为300~400nm，Spiro‑MeOTAD空穴传输层厚度为200~300nm，金电极或银电极层厚度为80~120nm。

技术领域

本发明属于钙钛矿太阳能电池领域，具体涉及一种AZO/TiO₂/SnO₂-GO薄膜及利用其制得的钙钛矿太阳能电池。

背景技术

铝掺杂氧化锌（AZO）作为一种导电材料，它展现出优秀的传导性和透过率。同时，AZO的原材料很丰富、环保、不昂贵、无毒和热稳定性好，是光电器件中有前景的传导电极。AZO已经广泛的应用在太阳能电池中，如AZO在ZnO电子传输层和钙钛矿之间进行修饰，起到调节能级作用。比较ZnO的导带，AZO的导带是略高，因此，它能够促进电子的传输，并且能有效地抑制界面的电荷复合。另外，AZO在基于ITO和FTO的钙钛矿太阳能电池中可作为电子传输层，以及 AZO也可以用做透明导电电极。

原子层沉积是通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应器并在沉积基体上发生化学吸附反应而形成沉积膜的一种技术。它本身具有自限制的特征，这种特点能制备出高密度、高质量的薄膜，特别是ALD层在光伏电池上有广泛的实际应用，例如在晶体硅、铜铟镓硒、有机和染料敏化电池，以及新一代有机混合卤素钙钛矿电池。1994年， Bedair 课题组首次报道了ALD技术应用在光伏电池器件上，当时，ALD称为原子层外延，制备基于GaAs,AlGaAs和 AlAs作为吸收层的多层太阳能电池。另有文献报道:在CIGS电池表面利用ALD的方法制备ZnSe作为钝化层，以及硼参杂ZnO作为电子传输层。随后，ALD技术在太阳能电池上快速发展，而ALD的工艺制备的薄膜包括吸收层，缓冲层，界面层，传输层，表面钝化层和封装层。

目前，ALD在AZO衬底上低温制备TiO₂ 作为缓冲层钝化SnO₂-GO电子传输层的太阳能电池的研究很少有人报道，本申请将两者有效的结合起来，工艺简单，性能稳定。

在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有技术中钙钛矿太阳能电池的制备工艺条件尚不够优化，效率不够高，并且性能需要优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AZO/TiO₂/SnO₂-GO薄膜及利用其制得的钙钛矿太阳能电池。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种TiO₂/SnO₂-GO薄膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）以四氨基钛为钛源，去离子为水源，采用原子层沉积法制备TiO₂缓冲层；

（2）称取SnO₂ 胶体溶液1~2ml，使用去离子水将SnO₂胶体溶液稀释至原体积占稀释后液体总体积的3%~4%；

（3）称量氧化石墨烯粉末，溶入氯苯里，搅拌直至溶液均匀，得到浓度为1～3mg/ml的氧化石墨烯溶液，将氧化石墨烯溶液加入到步骤（2）的溶液中，搅拌至均匀；