[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

摘要

一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，涉及太阳能电池。所述钙钛矿太阳能电池为叠层结构，从下至上依次设有基底、透明电极、致密电子传输层、介孔层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极。制备方法：在基底上蒸镀或溅射透明电极；在透明电极上涂分散液，烧结后，制成电子传输层；在电子传输层上涂分散液，烧结后，制成介孔层；在介孔层上涂布一步法钙钛矿碱性溶液，退火后，制备成钙钛矿晶体薄膜；在钙钛矿晶体薄膜上制备对电极，制得钙钛矿太阳能电池。制备的钙钛矿薄膜晶体厚度高且致密，完全消除孔洞、针眼等现象，且钙钛矿优质成膜重现性非常良好，大大提高钙钛矿电池的稳定性和光电转换效率。

主权项

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于其为叠层结构，从下至上依次设有基底、透明电极、致密电子传输层、介孔层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极；所述基底选自透明玻璃基底、PET塑料基底、PEN塑料蒸镀ITO基底、PEN塑料蒸镀FTO基底、PEN塑料蒸镀AZO基底、PEN塑料溅射ITO基底、PEN塑料溅射FTO基底、PEN塑料溅射AZO基底中的一种；所述透明电极选自ITO、FTO和AZO透明导电电极中的一种；所述致密电子传输层选自TiO₂、ZnO电子传输层中的一种；所述介孔层选自TiO₂、SiO₂、Al₂O₃介孔层中的一种；所述钙钛矿吸光层采用具有钙钛矿结构的薄膜晶体材料吸光层，钙钛矿吸光层选自MA_xFA_1‑xPbI_3‑yBr_y、MA_xFA_1‑xPbI_3‑yCl_y、MA_xFA_1‑xPbBr_3‑yCl_y吸光层中的一种，其中x:0～1；y:0～3；所述空穴传输层选自Spiro‑OMeTAD、P₃HT空穴传输层中的一种；所述对电极选自Ag电极、Au电极、复合碳浆电极、复合银浆电极中的一种；所述钙钛矿太阳能电池由以下方法制备：1)在基底上蒸镀或溅射透明电极；2)在步骤1)所得的透明电极上涂分散液，烧结后，制成电子传输层；3)在步骤2)所得的电子传输层上涂分散液，烧结后，制成介孔层；4)在步骤3)所得的介孔层上涂布一步法钙钛矿碱性溶液，退火后，制备成钙钛矿晶体薄膜；所述一步法钙钛矿碱性溶液包括碱性溶液和钙钛矿晶体；所述碱性溶液包括溶剂和碱性物质；所述溶剂选自DMF、DMSO、γ‑丁内酯中的一种；所述碱性物质选自氨气、甲胺、乙胺、三乙胺中的一种；所述钙钛矿晶体选自MA_xFA_1‑xPbI_3‑yBr_y、MA_xFA_1‑xPbI_3‑yCl_y、MA_xFA_1‑xPbBr_3‑yCl_y材料中的一种，其中，x:0～1；y:0～3；所述退火的条件经60～100℃退火10～30min；5)在步骤4)所得钙钛矿晶体薄膜上制备对电极，制得钙钛矿太阳能电池。