[发明专利]一种反式平面结构钙钛矿太阳能电池及制备方法

权利要求书

1.一种反式平面结构钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括从下到上依次层叠设置的导电基底(1)、空穴传输层(2)、超薄修饰层(3)、钙钛矿吸光层(4)、电子传输层(5)、界面修饰层(6)和金属阴极(7)；空穴传输层(2)为磷酸三丁酯掺杂氧化镍制备，超薄修饰层(3)为厚度为1～5nm的LiF；

空穴传输层(2)由掺杂有磷酸三丁酯的氧化镍前驱体溶液旋涂成膜后，退火处理得到；

掺杂有磷酸三丁酯的氧化镍前驱体溶液制备过程如下：

将0.1g醋酸镍溶于4mL乙醇中，并加入24uL的乙醇胺；然后在60℃水浴条件下搅拌反应6～10h得到氧化镍前驱体溶液；然后加入磷酸三丁酯溶液，即可得到所需前驱体溶液；磷酸三丁酯和氧化镍前驱体溶液的体积比为1～4:200。

2.根据权利要求1所述的一种反式平面结构钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸光层为APbI₃，A为CH₃NH₃⁺、CH(NH₂)₂⁺、Cs⁺以任意比例构成的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种反式平面结构钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述导电基底(1)为FTO玻璃、ITO玻璃、ICO玻璃、IWO玻璃、IZO玻璃、AZO玻璃中的一种；电子传输层(5)为富勒烯衍生物薄膜；界面修饰层(6)为浴铜灵、氟化锂和氧化钛中的一种；金属阴极(7)为银、铜或金中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种反式平面结构钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述导电基底(1)厚度为500～600nm，空穴传输层(2)厚度为20～50nm，钙钛矿吸光层(4)厚度为400～500nm，电子传输层(5)厚度为15～35nm，界面修饰层(6)厚度为2～5nm，金属阴极(7)厚度为70～120nm。

5.如权利要求1～4任一种反式平面结构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：将掺杂有磷酸三丁酯的氧化镍前驱体溶液，通过旋涂的方法沉积在导电基底(1)上，进行退火处理，得到空穴传输层(2)；

步骤2：在空穴传输层(2)上旋涂沉积LiF水溶液，进行退火处理，得到超薄修饰层(3)；

步骤3：将钙钛矿前驱体溶液旋涂沉积在超薄修饰层(3)上，进行退火处理，得到钙钛矿吸光层(4)；

步骤4：将富勒烯衍生物溶液旋涂沉积在钙钛矿吸光层(4)上，进行退火处理，得到电子传输层(5)；

步骤5：将界面修饰层的前驱体溶液通过旋涂沉积在电子传输层(5)上，进行退火处理，得到界面修饰层(6)；

步骤6：在界面修饰层(6)上镀阴极金属镀层，即可得到所需反式平面钙钛矿太阳能电池。

6.根据权利要求5所述的一种反式平面结构钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤1中退火温度为270～310℃，退火时间为40～60min；步骤2中退火温度为70～150℃，退火时间为5～15min；步骤3中退火温度为100℃，退火时间为40～60min；步骤4中退火温度为70℃，退火时间为15min，步骤5中退火温度为70℃，退火时间为10min。

7.根据权利要求5所述的一种反式平面结构钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤2中钙钛矿前驱体溶液制备过程如下：

将29.12mg CsI、42.72mg PbI₂、553.2mg MABr、319.68mg FAI、918.24mg PbI₂和139.84mg PbBr₂溶于N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜构成的混合溶液中；其中N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的体积比为7:3；将上述混合溶液在60℃条件下搅拌8h即可得到所需前驱体溶液。

8.根据权利要求5所述的一种反式平面结构钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤6中镀层采用真空蒸发镀膜进行制备，真空度为6×10^-4Pa。