[发明专利]一种疏水性钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种疏水性钙钛矿太阳能电池及其制备方法，通过在钙钛矿前驱液中添加长烷基链疏水性分子来改善钙钛矿层的成膜质量，提高其疏水性能，从而提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和湿度稳定性。基于该方法，可以得到非常平整光滑、晶粒分布均匀的钙钛矿薄膜，该疏水性添加剂也可增加钙钛矿薄膜的抗水能力。这种双重功效，可以使我们很容易制备出高效和稳定的钙钛矿太阳能电池。通过该方法我们制备出了超过14%光电转换效率的钙钛矿太阳能电池，最为突出的是基于该方法制备出的钙钛矿太阳能电池具有非常好的稳定性。经过长达2000个小时的稳定性测试，器件还保持刚开始测到的效率的80%以上。稳定性和效率明显优于没有添加剂制备出的钙钛矿器件。

主权项

一种疏水性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)先将透明导电衬底采用半导体工艺清洗，用氮气吹干；(2)在清洗后的透明导电衬底上制备金属氧化物电子传输层，退火处理；(3)按摩尔比1：1将CH3NH3I和PbI2一同溶解在二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的混合溶剂中，其中，二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的体积比为4：1；然后添加相当于CH3NH3I 1～8％摩尔量的正辛基三甲氧基硅烷，室温下搅拌2小时，得到钙钛矿前驱体溶液；将配制好的钙钛矿前驱体溶液用甩胶机均匀地旋涂在经退火处理的金属氧化物电子传输层上，在基片旋转过程中，滴加不溶解钙钛矿材料的氯苯溶剂；甩好后先在65摄氏度下退火2分钟，再在100摄氏度下退火10分钟，得到钙钛矿吸光层；(4)在钙钛矿吸光层上旋涂一层空穴传输层；(5)在空穴传输层上蒸发制备金属电极层。