[发明专利]一种空气中制备的高效率、稳定的钙钛矿太阳电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种空气中制备的高效率、稳定的钙钛矿太阳电池及其制备方法，钙钛矿太阳电池包括透明导电基底、空穴传输层、钙钛矿材料光吸收层、电子传输层以及电极五部分。本发明的制备方法是在空气中使用原位热旋涂方式制备钙钛矿材料薄膜，热退火处理后，再经甲胺蒸汽处理，得到连续、致密的钙钛矿材料光吸收层。本发明的在空气中制备的产品具有能量转换效率高、空气中稳定等优点，具有重要的应用前景。

主权项

1.一种空气中制备的高效率、稳定的钙钛矿太阳电池制备方法，包括以下步骤：(1)透明导电基底准备与清洗、处理；(2)制备空穴传输层；所述的空穴传输层是聚(3,4‑亚乙二氧基噻吩)‑聚(苯乙烯磺酸)、聚[双(4‑苯基)(2,4,6‑三甲基苯基)胺]或2,2'',7,7''‑四[N,N‑二(4‑甲氧基苯基)氨基]‑9,9''‑螺二芴，空穴传输层薄膜厚度在10纳米到100纳米之间；(3)配制钙钛矿材料先驱体溶液；所述的钙钛矿材料先驱体溶液是由CH₃NH₃I:PbI₂按摩尔比1:1称取后，溶于N‑N二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中，形成溶度为350～550mg/ml的钙钛矿溶液，在60～70摄氏度温度下加热搅拌8～12小时；(4)在空气中使用原位热旋涂方式制备钙钛矿材料薄膜，在空气中通过基底加热的方式，促进溶剂挥发，形成一个局部的低湿度氛围；所述的原位热旋涂方式的基底温度在40～100摄氏度，样品放置在原位热旋涂仪上的加热时间为2～10分钟，旋涂速度为2000～4000rpm，旋涂时间为20～60秒,空气中的湿度为30～75％，进行热退火处理，热退火处理是在80～120摄氏度温度下退火处理10～30分钟，退火处理后的样品在空气环境氛围中自然冷却，再经甲胺醇溶液蒸汽处理，得到连续、致密的厚度在300纳米到600纳米之间的钙钛矿材料光吸收层；(5)在钙钛矿光吸收层上沉积制备电子传输层；所述的电子传输层是富勒烯衍生物，薄膜层厚度在10纳米到120纳米之间；(6)制备电极。