[发明专利]一种钙钛矿结构太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿结构太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：刻蚀FTO衬底：将FTO玻璃被切割后，使用胶布将中间的区域保护起来作为电极，其它区域用盐酸蘸着锌粉进行刻蚀直至刻蚀区域变得透明；

步骤2)：清洗FTO衬底：将刻蚀完的FTO衬底，除去保护胶布，用表面活性剂进行初步搓洗除去表面杂质，而后将FTO衬底依次放入清洗剂、去离子水、丙酮、酒精、去离子水中超声清洗；

步骤3)：旋涂TiO₂阻挡层：将清洗过的FTO衬底表面吹干，送入预处理室使其产生O₂等离子体，使用1-丁醇将双(乙酰丙酮基)二异丙基钛酸酯溶液稀释得到TiO₂前驱体溶液，将TiO₂前驱体溶液旋涂至FTO衬底上，然后退火；

步骤4)：表面处理：将TiCl₄加入冰水混合物中，配置成TiCl₄水溶液，将步骤3)得到的基片浸泡在TiCl₄水溶液中进行处理后，烘干；将表面处理过的基片用去离子水冲洗后，吹干，退火；

步骤5)：采用一步法或两步法在步骤4)得到的基片上形成钙钛矿；

所述一步法为：将PCBM溶解在氯苯中形成溶液，将该溶液旋涂在基片上，退火，然后在PCBM基片上旋涂有机-无机钙钛矿溶液的前驱体溶液，退火使钙钛矿基片从透明变为棕色；有机-无机钙钛矿溶液的前驱体溶液包括溶于DMSO与GBL的混合溶剂中的PbCl₂、PbI₂及CH₃NH₃I；

所述两步法为：将PbI₂溶解在DMF中形成溶液，将该溶液旋涂在基片上，退火，然后将PbI₂基片用异丙醇漂洗后，将其浸泡在CH₃NH₃I溶液中，取出烘干，在基片表面形成CH₃NH₃PbI₃，退火，将其再次用异丙醇漂洗，吹干，再次退火，使CH₃NH₃PbI₃进一步结晶；

步骤6)：在步骤5)得到的基片上旋涂Spiro-MeOTAD，阴干；

步骤7)：将步骤6)得到的基片表面蒸镀Ag。

2.如权利要求1所述的钙钛矿结构太阳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中FTO衬底在Decon-90清洗剂、去离子水、丙酮、酒精、去离子水中各超声清洗15分钟。

3.如权利要求1所述的钙钛矿结构太阳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的清洗剂为体积浓度10％的Decon-90。

4.如权利要求1所述的钙钛矿结构太阳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中旋涂的具体步骤为：使用1-丁醇将双(乙酰丙酮基)二异丙基钛酸酯溶液稀释分别得到0.15M、0.3M浓度的TiO₂前驱体溶液，先旋涂0.15M TiO₂前驱体溶液一次，退火；然后旋涂0.3M TiO₂前驱体溶液，退火；最后旋涂0.3M TiO₂前驱体溶液，退火。

5.如权利要求1所述的钙钛矿结构太阳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中有机-无机钙钛矿溶液的前驱体溶液包括溶于DMSO与GBL的混合溶剂中的PbCl₂ 39mg/mL、PbI₂581mg/mL、CH₃NH₃I 209mg/mL，DMSO与GBL的混合溶剂中DMSO和GBL的体积比为3:7；旋涂过程为：先以1000rpm的转速前转旋涂20s，然后以4000rpm的转速后转旋涂40s，其中，转速达到4000rpm后的第20s向基片上滴加甲苯以抑制钙钛矿结晶。