[发明专利]一种提高有机金属卤化物钙钛矿太阳电池稳定性和效率的方法

摘要

本发明提出了一种提高有机金属卤化物钙钛矿太阳电池稳定性和效率的方法，属于太阳电池领域。本发明通过物理气相沉积法在FTO/TiO2表面依次沉积PbCl2和PbI2，再将铅卤化物转变为对应的有机金属卤化物钙钛矿层，得到双层钙钛矿，双层钙钛矿结构中CH3NH3PbI3‑XClX层起到了界面修饰和钝化的作用，可使TiO2与钙钛矿之间的结合更牢固，使TiO2/钙钛矿界面处的电荷不易累积，钙钛矿的晶粒尺寸增大，从而提高电池的稳定性。此外，CH3NH3PbI3‑XClX层还可抑制TiO2/钙钛矿界面处缺陷的生成，可降低界面处的复合，提高电池的效率。

主权项

1.一种提高有机金属卤化物钙钛矿太阳电池稳定性和效率的方法，其特征在于，具体操作步骤为：(1)清洗FTO玻璃：将FTO玻璃依次放入去离子水、丙酮和乙醇中超声清洗半小时，氮气吹干，再用氧等离子体处理10min；(2)制备TiO2致密层：将清洗好的FTO玻璃浸入200mM的TiCl4水溶液中，在70℃下加热1h，之后用水和乙醇冲洗，氮气吹干，在100℃下干燥1h，得到FTO/TiO2；(3)在手套箱中配制空穴传输材料溶液：首先将Li‑TFSI溶解于乙腈中配置浓度为520mg/ml的Li‑TFSI溶液，再将72.3mg的spiro‑MeOTAD、28.8ul的4‑叔丁基吡啶和17.5ul的Li‑TFSI溶液溶入1ml氯苯中，搅拌12h，得空穴传输材料溶液；(4)在手套箱中制备FTO/TiO2/PbCl2/PbI2：利用物理气相沉积在FTO/TiO2上依次蒸镀PbCl2和PbI2层，PbCl2层的厚度为2‑30nm，PbI2层的厚度为100‑300nm，蒸镀速率控制在0.1‑1nm/min；(5)在手套箱中将FTO/TiO2/PbCl2/PbI2放入加盖的石英坩埚中，其中坩埚的底部铺有一层均匀的CH3NH3I粉末，FTO/TiO2/PbCl2/PbI2则粘在坩埚盖的背面，使PbI2层面向CH3NH3I粉末；(6)在手套箱中将步骤(5)中的坩埚放置在170℃的热台上加热5‑20min；(7)在手套箱中取下坩埚盖背面的样品并用异丙醇冲洗表面，再在70℃下退火10min，从而获得FTO/TiO2/CH3NH3PbI3‑XClX/CH3NH3bI3钙钛矿层，其中CH3NH3PbI3‑XClX厚度为3‑50nm，CH3NH3bI3厚度为150‑450nm；(8)在手套箱中在钙钛矿层上旋涂空穴传输材料溶液，在5000r/min条件下旋转30s，最后利用物理气相沉积法在空穴传输层上蒸镀金电极。