[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：10～20份ITO，4～8份钙钛矿光活性层，4～8份空穴传输层，7～14份电子传输层，8～16份金属阴极；

所述钙钛矿光活性层由引入改性二甲胺的钙钛矿前驱体溶液制得；

所述电子传输层由改性油酸酰胺掺杂富勒烯衍生物制得。

2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述改性油酸酰胺由油酸经两步法制备成油酸酰胺丙基二甲基氧化胺后再与环氧氯丙烷反应制得。

3.根据权利要求2所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述改性二甲胺是使用乙二胺将二甲胺和环氧氯丙烷交联聚合制得。

4.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，制备钙钛矿太阳能电池的制备方法为：钙钛矿光活性层制备，空穴传输层制备，电子传输层制备，金属阴极制备，钙钛矿太阳能电池制备。

5.根据权利要求4所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

（1）将切好的ITO导电玻璃清洗，然后用氮气吹干，得到洁净的ITO基片；

（2）将氯化铅与甲基碘化铵按质量比11：19混合分散在氯化铅质量50倍的二甲基亚砜溶液中，二甲基亚砜溶液中，二甲基亚砜与γ-羟基丁酸内酯质量比为3：7，加入氯化铅质量0.1倍的改性二甲胺，在60℃、800rpm下搅拌12h，制得钙钛矿前驱体溶液；

（3）将油酸酰胺丙基二甲基氧化胺与油酸酰胺丙基二甲基氧化胺质量0.72倍质量分数为60%的乙酸溶液混合置于三口烧瓶中，加入油酸酰胺丙基二甲基氧化胺质量0.2倍的冰醋酸溶液，在60℃恒温水浴锅中，每隔20min接入油酸酰胺丙基二甲基氧化胺质量0.1倍的环氧氯丙烷，加入油酸酰胺丙基二甲基氧化胺质量0.3倍的环氧氯丙烷后，反应3h，制得改性油酸酰胺；

（4）将聚乙撑二氧噻吩聚与苯乙烯磺酸钠按质量比2：1混合过滤后，通过匀胶机在3000rpm下在ITO基片上旋涂1min，再置于加热板上在140℃下加热10min，制成带有空穴传输层的ITO，空穴传输层厚度为40nm；

（5）将带有空穴传输层的ITO和钙钛矿前驱体溶液置于加热板上60℃预热5min，将钙钛矿前驱体溶液滴加到带有空穴传输层的ITO上，静置30s，以5000rpm的转速旋涂30s，随后转移至加热板60℃加热5min，再进行30min、100℃的退火处理，冷却至室温，制得带有钙钛矿光活性层的ITO，钙钛矿光活性层厚度为40nm；

（6）将电子传输层溶液以1500rpm的转速在带有钙钛矿光活性层的ITO上旋涂30s，制成带有电子传输层的ITO，电子传输层厚度为70nm；

（7）将带有电子传输层的ITO置于真空镀膜系统中，调节真空度为1×10^-6Torr，进行热蒸镀金属银电极，厚度为80nm，制成钙钛矿太阳能电池。

6.根据权利要求5所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，上述步骤（1）中：ITO导电玻璃清洗时，依次在去离子水、无水乙醇、丙酮中各超声清洗5～20分钟，超声频率为30kHz。

7.根据权利要求5所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，上述步骤（2）中：改性二甲胺制备方法为：将环氧氯丙烷置于四颈瓶中，在30℃、200rpm下滴加环氧氯丙烷质量1.5倍的二甲胺，滴加速率为10ml/min，在加入环氧氯丙烷质量0.03倍的乙二胺，调节至70℃、800rpm保温反应7h，制得改性二甲胺。

8.根据权利要求5所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，上述步骤（3）中：油酸酰胺丙基二甲基氧化胺的制备方法为：将油酸在空气氛围下加热至熔融状态，再置于氮气氛围下，加入油酸质量1.1倍的二甲基丙胺和油酸质量0.5倍的氢氧化钠，升温至170℃，反应5.5h后冷却至室温，依次加入油酸质量0.3倍的丁醇和油酸质量0.3倍的EDTA，再次升温至45℃，滴加油酸质量30倍质量分数为30%的过氧化氢溶液，调节温度至55℃，反应4h，制得油酸酰胺丙基二甲基氧化胺。

9.根据权利要求5所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，上述步骤（6）中：电子传输层溶液制备方法为：将富勒烯衍生物、氯苯和改性油酸酰胺按质量比5：3：0.3混合。