[发明专利]钙钛矿电池、其制备方法及其修饰层制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿电池、其制备方法及其修饰层制备方法。将高纯的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粉末溶解在氯苯溶液中并刮涂在光滑的玻璃基底上，待干燥后在玻璃基底上形成超薄的PMMA薄膜，在PMMA薄膜上依次次叠层制备致密的电极薄膜和钙钛矿太阳能电池的第二纳米修饰层，将PMMA薄膜揭下与钙钛矿层贴合在一起并置于氯苯溶液中，待PMMA完全在氯苯中溶解后使该纳米涂层和电极薄膜转移到钙钛矿层上。本发明克服了溶液法制备钙钛矿太阳能电池第二修饰层的限制。

技术领域

本发明涉及钙钛矿电池技术领域，具体涉及一种钙钛矿电池、其制备方法及其修饰层制备方法。

背景技术

随着化石能源的不断枯竭，地球自然环境不断恶化，全球正加大对太阳能等清洁可再生能源的研发投入。新型的钙钛矿太阳能电池制备工艺简单、性能优异，有巨大的商业化潜能，有望成为未来主要的太阳能电池。目前，钙钛矿太阳能电池已经从实验室走向商业化，实验室小面积玻璃基器件效率最高已经达到25％,柔性器件效率超过20％,稳定性也逐步提高，实现商用指日可待。

目前现有的制备钙钛矿太阳能电池电子传输层和空穴传输层应用的方法主要是溅射、蒸镀、刮涂、旋涂、涂布以及喷墨打印等工艺，除溅射、蒸镀工艺之外，其它都是将功能材料分散在对应的液体中形成分散液，这种方式对溶液的选择有很大限制，既要保证分散效果，也要保证所选的溶液与制备方法匹配，特别是制备在钙钛矿吸光层上的修饰层所选的溶液要保证其不溶解钙钛矿，保证覆盖在钙钛矿吸光层上的溶液不破坏钙钛矿的结构和性能，这使得钙钛矿的电子传输层和空穴传输层的选择和制备受到了很大的限制，例如常用的电子传输层氧化锡和空穴传输层氧化镍，因其需要分散在水溶液中，又钙钛矿对水敏感，所以它们的水溶液只能被制备在基底上，而不能直接制备在钙钛矿层上。而现有的溅射和蒸镀工艺，因其粒子能量过高使其直接制备在钙钛矿吸光层上有一定的困难，同时它们对设备要求较高，大大增加了钙钛矿太阳能电池的制备成本。

发明内容

本申请中为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钙钛矿电池、其制备方法及其修饰层制备方法。

钙钛矿电池修饰层的制备方法，包括如下步骤：

S11.将PMMA的粉体溶解在氯苯溶液中，待完全溶解后，将溶液刮涂在洁净光面得玻璃基板上形成湿膜，待膜干燥后得到覆盖在玻璃基板上的PMMA膜；

S12.在PMMA膜表面磁控溅射一层金膜，并在金膜表面刮涂纳米氧化镍或氧化锡的水分散液，高温干燥后在金膜的表面形成氧化镍的纳米涂层，作为钙钛矿电池器件的第二修饰层。

一种钙钛矿电池的制备方法，包括如下步骤：

S21.第一修饰层的制备：将纳米氧化镍或纳米氧化锡的水分散液刮涂在基底上形成湿膜，放入烘箱中烘干，在基底表面形成氧化镍或纳米氧化锡的纳米涂层作为第一修饰层；

S22.钙钛矿层的制备：将钙钛矿前驱液形成在第一修饰层上，并采用去溶剂法使得钙钛矿结晶成膜；

S23.PMMA膜的制备：将PMMA的粉体溶解在氯苯溶液中，待完全溶解后，将溶液刮涂在洁净光面得玻璃基板上形成湿膜，待膜干燥后得到覆盖在玻璃基板上的PMMA膜；

S24.第二修饰层制备：在PMMA膜表面磁控溅射一层金膜，并在金膜表面刮涂纳米氧化镍或氧化锡的水分散液，高温干燥后在金膜的表面形成氧化镍的纳米涂层，作为钙钛矿电池器件的第二修饰层；

S25.将PMMA膜从玻璃基板上揭下，并压合在钙钛矿纳米结晶层上，使第二修饰层与钙钛矿层接触；将其浸入氯苯溶液中，直至PMMA膜完全溶解；

S26.将器件取出放入烘箱中，在金膜上覆盖一层ETFE薄膜，并用玻璃板盖住ETFE薄膜，适当给予压力，干燥完成后揭掉ETFE膜，得到完整的电池器件。