[发明专利]一种基于有机材料混合掺杂的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.基于有机材料混合掺杂的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括从下到上依次设置的透明衬底(1)、导电阳极(2)、电子传输层(3)、钙钛矿光活性层(4)、空穴传输层(5)以及金属阴极(6)，所述钙钛矿光活性层(4)采用掺杂新型氯化非富勒烯材料的MAPbI₃材料；所述新型氯化非富勒烯材料的浓度为0.1wt％-3wt％，所述掺杂材料为IN_ClDCDT-b8或IN_ClBCDT-b8或IN_ClBCDT-8，其化学结构式如下：

2.根据权利要求1所述的基于有机材料混合掺杂的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其特征在于，所述透明衬底(1)采用玻璃或透明聚合物构成；所述透明聚合物为聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亚胺、氯醋树脂或聚丙烯酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的基于有机材料混合掺杂的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述导电阳极(2)采用氧化铟锡(ITO)、石墨烯(Graphene)或碳纳米管(Carbon Nanotube)中的任意一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的基于有机材料混合掺杂的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层(3)材料为SnO₂，电子传输层(3)的厚度为20～30nm。

5.根据权利要求1所述的基于有机材料混合掺杂的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿光活性层(4)的厚度为300～700nm。

6.根据权利要求1所述的基于有机材料混合掺杂的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层(5)为Spiro-OMeTAD，薄膜厚度为30～60nm。

7.根据权利要求1所述的基于有机材料混合掺杂的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述金属阴极材料包括银、铝或铜的一种或多种，厚度为100～200nm。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的基于有机材料混合掺杂的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将透明衬底(1)及导电阳极(2)所组成的基板洗净并干燥；

步骤2：在导电阳极(2)表面旋涂SnO₂溶液，然后进行退火，制得电子传输层(3)；

步骤3：配制钙钛矿前驱体溶液,并将新型氯化非富勒烯材料按照比例掺杂到钙钛矿前驱体溶液中；

步骤4：隔离环境，即无尘无氧干燥环境中，在电子传输层(3)上旋涂钙钛矿溶液，然后进行退火处理，制成钙钛矿光活性层(4)；其中隔离环境是指无尘无氧干燥环境；

步骤5：在钙钛矿活性层(4)上旋涂Spiro-OMeTAD溶液，制成空穴传输层(5)；

步骤6：高真空环境下，在空穴传输层(5)上蒸镀金属阴极(6)，制得钙钛矿太阳能电池。

9.根据权利要求8所述的基于有机材料混合掺杂的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，

步骤1中，使用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙酮对衬底进行清洗，清洗后使用氮气吹干；

步骤2中，SnO₂溶液为含2～3wt％的SnO₂的水分散液，旋涂转速为3000rpm，旋涂时间为30s，退火温度为120℃，退火时间为15min；

步骤3中，钙钛矿前驱体溶液总浓度为500mg/ml；

步骤4中，旋涂转速为4000rpm，旋涂时间为30s，退火温度为120℃，退火时间为20min；

步骤5中，Spiro-OMeTAD溶液的浓度为72.15mg/mL，旋涂转速为4000rpm，旋涂时间为45s；

步骤6中，蒸镀的工艺条件为高真空环境下(3×10^-4Pa)加热。