[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域，所述钙钛矿太阳能电池，从下至上包括以下结构：1)盐酸雾化AZO导电玻璃衬底；2)N型SnO₂电子传输层；3)CH₃NH₃PbI₃吸光层；4)P型Sprio‑OMeTAD空穴传输层；5)金电极或银电极层，所述制备方法为首先制备盐酸雾化AZO导电玻璃衬底，然后旋涂法制备电子传输层和吸光层，采用HCl雾化AZO透明电极，使AZO导电电极形成层状结构，在降低电池整体成本的同时，且能大面积的雾化电极，工艺制备简单，提高了电池效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

氧化锌掺杂铝(AZO)价格廉价，来源丰富，无毒，并且在氢等离子体中稳定性要优于ITO薄膜，同时，具有与ITO薄膜相比拟的光电特性。AZO电导率好，性能稳定，AZO薄膜已经在平板显示器和薄膜太阳能电池中得到应用。

在钙钛矿太阳能电池中，AZO是具有潜力的透明导电电极和电子传输层，有学者报道使用AZO作为顶电极获得13％的效率，但是，AZO和钙钛矿薄膜之间存在大量的缺陷导致器件效率回滞严重。二氧化锡(SnO₂)是一种N型半导体，对可见光具有良好的通透性，在水溶液中具有优良的化学稳定性以及迁移率高等优点，引起广大研究者的青睐。二氧化锡(SnO₂)薄膜制备方法主要有磁控溅射法、溶胶-凝胶法，共沉淀法，电化学沉积法等。但是传统的二氧化锡薄膜制备的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率不高，严重制约着钙钛矿太阳能电池效率的提高以及商业化进程。

发明内容

本发明的目的是提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高钙钛矿太阳能电池的光电转化效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种钙钛矿太阳能电池，从下至上包括以下结构：1)盐酸雾化AZO导电玻璃衬底；2)N型SnO₂电子传输层；3)CH₃NH₃PbI₃吸光层；4)P型Sprio-OMeTAD空穴传输层；5)金电极或银电极层；所述N型SnO₂电子传输层厚度为40～50nm，所述CH₃NH₃PbI₃吸光层厚度为400～500nm，所述P型Sprio-OMeTAD空穴传输层厚度为200～300nm，所述金电极或银电极层厚度为80～120nm。

进一步地，所述AZO导电玻璃的方块电阻10～15Ω，透过率在70％～80％之间。

进一步地，CH₃NH₃PbI₃吸光层、Sprio-OMeTAD空穴传输层均采用旋涂的方法得到；金电极或银电极层采用蒸镀的方法得到。

本发明还提供一种所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

(1)盐酸雾化AZO导电玻璃衬底：将pH值为4～5的盐酸喷洒或涂抹到AZO导电玻璃衬底上，然后用水冲洗；

(2)制备N型SnO₂电子传输层：称取二氧化锡墨水1～2mL，稀释至3％，搅拌均匀，制备得到SnO₂前驱液，在步骤(1)的盐酸雾化AZO导电玻璃衬底上旋涂SnO₂前驱液，退火；

(3)制备CH₃NH₃PbI₃吸光层：分别称取等摩尔比的CH₃NH₃I和PbI₂，溶于N，N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的混合溶液中，搅拌至完全溶解，在SnO₂电子传输层表面旋涂上述溶液，退火；