[发明专利]一种室温负压蒸发制备钙钛矿太阳电池的方法

权利要求书

1.一种室温负压蒸发制备钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于：将含有溶剂的湿膜置于封闭空间内，迅速抽至负压，快速将湿膜内溶剂挥发掉，通过精确控制腔室内压强值和负压保持时间，以调控各功能层的质量；以电子传输层为例，整个制备过程不需要加热退火，故在柔性衬底和刚性衬底上均可应用，且省去退火时间，负压蒸发后即可开始钙钛矿吸收层的制备；透明导电氧化物层、电子传输层、钙钛矿吸收层、钝化层、空穴传输层和电极等各功能层均可采用本方法制备，以构筑钙钛矿太阳电池。

2.根据权利要求1所述的一种室温负压蒸发制备钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于所述的封闭腔室内压强范围是但不局限于：0.1帕–10000帕；所述的压强保持时间范围是但不局限于：5秒钟–120分钟。

3.根据权利要求1所述的一种室温负压蒸发制备钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于所述衬底可以是但不局限于玻璃、金属、硅片、纤维织物、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚酰亚胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)及其衍生物等柔性或刚性衬底中的至少一种；所述透明导电氧化物膜可以是但不局限于氧化铟锡(ITO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺铟氧化锌(IZO)、掺氟氧化锡(FTO)、氧化铟钨(IWO)、氧化铟铈(ICO)等氧化物薄膜中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种室温负压蒸发制备钙钛矿太阳电池中的方法，其特征在于所述的电子传输层可以是但不局限于二氧化钛(TiO₂)、二氧化锡(SnO₂)、氧化锌(ZnO)、聚苯乙烯磺酸盐(如PSSA)、富勒烯衍生物(如PCBM)、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、石墨烯、氧化锌锡、金属酞菁分子材料、富勒烯等材料中的至少一种；所用溶剂可以但不限于水、醇类(如异丙醇等)、苯及其衍生物(如甲苯、氯苯等)等。

5.根据权利要求1所述的一种室温负压蒸发制备钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于所述的钙钛矿吸收层可以是无机钙钛矿材料、有机-无机杂化钙钛矿材料等中的至少一种，以有机-无机杂化ABX₃结构的钙钛矿材料为例，其中A位阳离子为锂、钠、钾、铷、铯、胺基、脒基、胍基化合物中的至少一种；B位阳离子为Pb²⁺、Sn²⁺、Ge²⁺、Sb²⁺、Bi³⁺等分布在第四、第五和第六等主族元素中的至少一种；X位阴离子为I^-、Cl^-、Br^-等卤素元素中的至少一种；制备钙钛矿前驱体溶液所用溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲胺/醇类混合溶液、乙腈、2-甲氧基乙醇等有机溶剂中的至少一种；或醋酸甲胺、甲酸甲胺、醋酸甲脒等离子液体中的至少一种；或甲胺、甲脒等气体中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种室温负压蒸发制备钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于所述的钙钛矿吸收层带隙范围是但不局限于：1.2eV–3.0eV。

7.根据权利要求1所述的一种室温负压蒸发制备钙钛矿太阳电池的方法，其所述的空穴传输层可以是但不局限于氧化镍(NiOx)、氧化钼(MoOx)、氧化钨(WOx)、五氧化二钒(V₂Ox)、硫氰酸亚铜(CuSCN)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐(如PEDOT:PSS)、硫氰化铜、碘化亚铜、硫化锌、二硫化钥、氧化铬、氧化钥、聚乙烯咔唑、4-丁基-N,N-二苯基苯胺均聚物(Poly-TPD)、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(Spiro-OMeTAD)等材料中的至少一种。所用溶剂可以但不限于水、醇类(如异丙醇等)、苯及其衍生物(如甲苯、氯苯等)等。