[发明专利]一种铯掺杂的钙钛矿光吸收层薄膜制备方法

说明书

本发明涉及太阳能电池技术领域，且公开了一种铯掺杂的钙钛矿光吸收层薄膜制备方法，包括以下步骤：1)先将PbI₂分批次加入1ml的DMF和DMSO的混合溶液，DMF和DMSO的体积比为4：1；2)将上述溶液放入超声清洗机中超声30min使PbI₂完全溶解；3)按照上述操作分别加入MAI和CsI加入的物质的量比例为PbI₂:MAI:CsI＝1:0.95:0.05,最后配制成浓度为1.3mol/L的Cs_0.05MA_0.95PbI₃溶液；4)将上述溶液在加热板上70℃下加热4h。该铯掺杂的钙钛矿光吸收层薄膜制备方法，通过改变退火温度和退火时间，提高光吸收层的结晶度，提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和光电转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体为一种铯掺杂的钙钛矿光吸收层薄膜制备方法。

背景技术

面对日益严重的传统化石能源枯竭问题，寻找开发新型清洁可再生能源成为了二十一世纪科研人员面临的新的使命与挑战，目前，科研人员已将越来越多的目光投放在了太阳能、风能、水能、潮汐能、地热能、生物质能等这些新能源的开发和利用上，对于太阳能的有效开发利用，比较可靠的手段主要是设计制造太阳能电池器件，利用半导体的光伏效应，以实现太阳光能向电能的转化，钙钛矿太阳能电池作为第三代太阳能电池，相比于传统的硅基太阳能电池，有着诸多优势。其成本低廉，制备工艺简单，可溶液加工，且发展极为迅速，而光吸收层薄膜是钙钛矿太阳能电池中的一个器件。

现有的钙钛矿光吸收层薄膜存在以下问题：

1.稳定性较差，其中的原因之一是钙钛矿太阳能电池的空穴传输层通常都是有等有机材料，这类材料在高温条件下易分解；

2.成本过高，Au、Ag等贵金属因其优异的导电性作为钙钛矿太阳能电池最常见的电极材料，但是其昂贵的价格阻碍了钙钛矿太阳能电池的商业化发展；

3.光吸收层不稳定，钙钛矿材料作为光吸收层其本身在高温、高湿度的环境中易分解，影响钙钛矿太阳能电池的使用寿命和光电转换效率。

故而提出了一种铯掺杂的钙钛矿光吸收层薄膜制备方法来解决以上问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明发明针对现阶段大面积钙钛矿太阳能电池空穴传输层高温易分解，贵金属电极价格昂贵，且钙钛矿太阳能电池钙钛矿光吸收层在高温、高湿度环境下不稳定的问题。在钙钛矿前驱体溶液中添加相当于碘甲胺物质的量5％的Cs I，用Cs离子取代部分MA离子，通过改变退火温度和退火时间，提高光吸收层的结晶度，减少光吸收层表面缺陷，促进载流子的传输，提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和光电转换效率，同时用价格低廉导电性好的碳电极替代昂贵的贵金属电极制备了无空穴传输层结构的钙钛矿太阳能电池。

(二)技术方案

本发明要解决的另一技术问题是提供一种铯掺杂的钙钛矿光吸收层薄膜制备方法，包括以下步骤：

1)先将PbI₂分批次加入1mL的DMF和DMSO的混合溶液，DMF和DMSO的体积比为4：1。

2)将上述溶液放入超声清洗机中超声30mi n使PbI₂完全溶解。

3)按照上述操作分别加入MAI和Cs I加入的物质的量的比例为 PbI₂:MAI:Cs I＝1：0.95:0.05,最后配制成浓度为1.3mo l/L的Cs_0.05MA_0.95PbI₃溶液。

4)将上述溶液在加热板上70℃下加热4h。