一种室温溶解碘化铅制备掺杂钙钛矿薄膜电池的方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新型薄膜太阳能电池的制备方法，具体地说是一种室温溶解碘化铅制备掺杂钙钛矿薄膜电池的方法。
技术介绍
随着石油、煤炭等不可再生能源的枯竭以及使用过程中产生的CO2、SiO2等气体和粉尘，造成全球温室效应、酸雨以及PM2.5指数增加，严重影响到我们的身体健康，危害人类赖以生存的自然环境。开发利用可再生新能源，将是未来人类发展的主题，而太阳能直接将光转换成热、电等，对环境无污染，并且取之不尽，是解决全球能源危机，降低污染的重要途径。太阳能电池主要是将光转换成电，而目前硅基太阳能电池、薄膜电池等已经广泛应用，但是其性能和转换效率已趋近于极限，并且工艺复杂、制造成本较高，因此开发研究新型高效率低成本太阳能电池成为发展的目标。近年来，有机/无机太阳能电池因其适宜的带隙宽度，载流子迁移率高，扩散长度大，载流子寿命较长，并且对光的吸收范围广，电荷分离效率高等特点，得到众多科研院所的关注和研究。通过掺杂、离子交换，退火处理等工艺优化，目前，钙钛矿电池已经取得了超过22％的转换效率。但是，对水汽敏感，稳定性差，重复性低依旧制约着其在实际中的应用。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种室温溶解碘化铅制备掺杂钙钛矿薄膜电池的方法，采用氯化铵作为添加剂，在室温下溶解碘化铅，同时对钙钛矿材料进行阴离子掺杂，有效的提高了碘化铅的溶解性及钙钛矿电池的转换效率和稳定性。本专利技术室温溶解碘化铅制备掺杂钙钛矿薄膜电池的方法，包括如下步骤：1、依次用清洁剂、丙酮、无水乙醇、去离子水对衬底进行超声清洗，然后将衬底用氮气吹干；所述衬底为透明导电玻璃，如FTO、ITO、AZO等；2、...
【技术保护点】
一种室温溶解碘化铅制备掺杂钙钛矿薄膜电池的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)依次用清洁剂、丙酮、无水乙醇、去离子水对衬底进行超声清洗，然后将衬底用氮气吹干；所述衬底为透明导电玻璃，如FTO、ITO、AZO等；(2)在步骤(1)处理后的衬底上采用溶液旋涂或者磁控溅射或者ALD等方法沉积电子传输层TiO2薄膜；(3)在所述电子传输层上采用旋涂工艺沉积PbI2和NH4Cl的前驱溶液，获得PbI2薄膜；在所述PbI2薄膜上采用化学气相沉积或者溶液法沉积制备掺杂钙钛矿吸收层薄膜；(4)在所述掺杂钙钛矿吸收层薄膜上制备空穴传输层2,2',7,7'‑四[N,N‑二(4‑甲氧基苯基)氨基]‑9,9'‑螺二芴；(5)在所述空穴传输层上采用电子束、热蒸发或磁控溅射工艺沉积Au或Ag薄膜作为顶电极。
【技术特征摘要】
1.一种室温溶解碘化铅制备掺杂钙钛矿薄膜电池的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)依次用清洁剂、丙酮、无水乙醇、去离子水对衬底进行超声清洗，然后将衬底用氮气吹干；所述衬底为透明导电玻璃，如FTO、ITO、AZO等；(2)在步骤(1)处理后的衬底上采用溶液旋涂或者磁控溅射或者ALD等方法沉积电子传输层TiO2薄膜；(3)在所述电子传输层上采用旋涂工艺沉积PbI2和NH4Cl的前驱溶液，获得PbI2薄膜；在所述PbI2薄膜上采用化学气相沉积或者溶液法沉积制备掺杂钙钛矿吸收层薄膜；(4)在所述掺杂钙钛矿吸收层薄膜上制备空穴传输层2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴；(5)在所述空穴传输层上采用电子束、热蒸发或磁控溅射工艺沉积Au或Ag薄膜作为顶电极。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中沉积电子传输层的方法如下：在步骤(1)处理后的衬底上旋涂异丙氧基钛酸性溶液，在空气中于450℃烧结30min，然后浸泡在40mM的TiCl4溶液中，70℃处理30min，最后再次在450℃下烧结30min，得到致密的电子传输层TiO2薄膜。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述异丙氧基钛酸性溶液的配制过程如下：将730μL异丙氧基钛加入5mL乙醇中获得溶液A，将69μL、2M的HCl加入5mL乙醇中获得溶液B，将溶液A和溶液B混合均匀获得异丙氧基钛酸性溶液。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中PbI2和NH4Cl的前驱溶液中NH4Cl和PbI2的摩尔比为0～3:1。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于步骤(3)中掺杂钙钛矿吸收层薄膜的制备方法如下：在所述电子传输层上旋涂NH4Cl和PbI2的前驱溶液，得到...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋阳，童国庆，蓝新正，宋自航，李国鹏，仲洪海，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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