[发明专利]一种无电子输运层钙钛矿太阳能电池的制备方法

权利要求书

1.一种无电子输运层钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于具体步骤为：

步骤S100：制备钙钛矿太阳能电池光吸收层前驱液

步骤S101：将CH₃NH₃I粉末和PbI₂粉末混合后分散于DMF和DMSO的混合溶剂中，再于60℃搅拌10-15h得到钙钛矿前驱液，将得到的钙钛矿前驱液用0.45μm规格的聚四氟乙烯过滤头进行过滤得到澄清的钙钛矿光吸收层前驱溶液；

步骤S200：制备TiO₂和PCBM掺杂的电子型钙钛矿光吸收层前驱溶液

步骤S201：将锐钛矿相TiO₂纳米晶体分散于氯仿和无水乙醇的混合溶剂中制得浓度不超过5wt%的TiO₂胶体溶液；

步骤S202：将PCBM分散于氯苯中制得浓度为50mg mL^-1的PCBM前驱溶液；

步骤S203：将CH₃NH₃I粉末和PbI₂粉末混合后分散于DMF和DMSO的混合溶剂中，再于60℃搅拌10-15h得到钙钛矿前驱液，将得到的钙钛矿前驱液用0.45μm规格的聚四氟乙烯过滤头进行过滤得到澄清的钙钛矿前驱液；

步骤S204：将步骤S201制得的TiO₂胶体溶液和步骤S202制得的PCBM前驱溶液滴加到步骤S203制得的澄清的钙钛矿前驱液中，继续于60℃搅拌1-2h；

步骤S205：将步骤S204得到的混合溶液用0.45μm规格的聚四氟乙烯过滤头进行过滤得到TiO₂和PCBM掺杂的电子型钙钛矿光吸收层前驱溶液；

步骤S300：制备空穴传输层前驱液

步骤S301：将Spiro-OMeTAD分散于氯苯中并加入锂盐溶液和TBP，再将配好的溶液在室温下搅拌3-5h，然后用0.45μm规格的聚四氟乙烯过滤头进行过滤得到空穴传输层前驱液；

步骤S400：制备PMMA前驱体溶液

步骤S401：将PMMA粉末分散于氯苯中，再于60℃搅拌7-10h；

步骤S402：将步骤S401得到的PMMA溶液用0.45μm规格的聚四氟乙烯过滤器进行过滤得到PMMA前驱体溶液；

步骤S500：清洗ITO基片

步骤S501：将ITO基片分别在去离子水、异丙醇、无水乙醇中超声洗涤15-20min并重复1-2次以除去ITO基片上附着的水溶性杂质和有机性杂质；

步骤S502：将步骤S501超声洗涤后的ITO基片放入干燥箱中，在100℃条件下干燥15-20min；

步骤S503：将步骤S502处理后的ITO基片放入紫外臭氧机中紫外照射臭氧10-20min即得干净的ITO基片；

步骤S600：钙钛矿光吸收层的制备

步骤S601：用移液枪取20-30μL步骤S205得到的TiO₂和PCBM掺杂的电子型钙钛矿光吸收层前驱溶液直接涂覆在步骤S503得到的干净的ITO基片上，旋涂参数设置为6000rpm旋凃30s，在旋凃第5-8s时滴加80-100μL氯苯，旋凃结束后放置在加热台上于100℃退火30min形成电子掺杂型钙钛矿光吸收层；

步骤S602：在步骤S601得到的电子掺杂型钙钛矿光吸收层上均匀涂覆S402得到的PMMA前驱溶液，旋涂参数设置为5000-6000rpm旋涂10-20s，再于100-105℃退火5-10min形成厚度为5-10nm的PMMA超薄层；

步骤S603：用移液枪量取20-30μL步骤S101制备的钙钛矿光吸收层前驱溶液均匀涂覆在步骤S602得到的PMMA超薄层上，旋涂参数设置为5000-6000rpm旋凃20-30s，在旋凃第5-8s时滴加80-100μL氯苯，旋凃结束后放置在加热台上于100-105℃退火20-30min形成梯度带隙的钙钛矿光吸收层；

步骤S700：空穴传输层的制备

步骤S701：用移液枪取25μL步骤S301得到空穴传输层前驱液均匀涂覆在步骤S603得到的钙钛矿光吸收层上，旋涂参数设置为6000rpm旋涂30s，旋涂结束后放置于湿度小于10%的恒温恒湿箱中氧化15-20h；

步骤S800：金电极的制备

步骤S801：将步骤S701氧化处理后的器件放置于真空蒸镀仪中，在4.0*10^-5Pa高真空条件下蒸镀得到厚度为80-100nm的金电极。