一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术属于太阳能电池领域，公开了一种钙钛矿太阳能电池，它依次包括透明导电衬底、电子传输层、界面修饰层、改性钙钛矿活性层、空穴传输层和阳极；其中，所述电子传输层为纳米二氧化钛粒子层，界面修饰层为富勒烯衍生物层。采用溶胶‑凝胶法，以四氯化钛为前驱体合成高结晶的TiO2纳米粒子，并采用低温退火工艺将其应用到钙钛矿太阳能电池当中，然后对所得纳米二氧化钛粒子层表面直接旋涂富勒烯衍生物进行修饰，钝化二氧化钛及钙钛矿内部缺陷，采用新型钙钛矿合成路径，所得钙钛矿太阳能电池在低温制备工艺下具有高效率，无滞后效应且器件能够进行稳定输出；且涉及的制备工艺简单、能耗低，适合推广应用。

Perovskite type solar cell and its preparation method

The invention belongs to the field of solar cell, discloses a perovskite solar cell, which in turn comprises a transparent conductive substrate, electron transport layer, interface modification layer, modified perovskite active layer, a hole transport layer and the anode; among them, the electron transport layer is two nanometer titanium oxide particle layer, interface modification layer is a layer of fullerene derivatives. By sol gel method, TiO2 nanoparticles with four titanium chloride for the synthesis of high crystalline precursor, and the low temperature annealing process applied to perovskite solar cell, then the TiO2 layer surface modification of spin coated fullerene derivatives, passivation of internal defects of titanium dioxide and perovskite, the new perovskite synthesis pathway the perovskite solar cell in low temperature preparation process with high efficiency, no lag effect and can stabilize the output device; and relates to the preparation process is simple, low energy consumption, suitable for application.

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
本专利技术属于太阳能电池领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池及其低温制备方法。
技术介绍
近年来，随着工业化和人口不断增加，能源短缺问题已经成为阻碍经济发展的首要问题。面对日益减少的化石燃料供应以及不利的气候变化，寻找可行的可再生能源显得尤为重要。在所有可再生能源中，太阳能是最有前景的一种。目前，光伏市场主要是由晶体硅制成的太阳能电池所占据。然而，即便考虑到晶体硅价格的大幅降低，高的生产和安装成本所导致大多数地区回收时间过长，降低了广泛使用的经济可行性。有机-无机复合钙钛矿太阳能电池由于低成本，可溶液加工以及高效率等特性而备受关注，以全固态钙钛矿结构作为吸光材料的太阳能电池，其能隙约为1.5eV，消光系数高，几百纳米厚的薄膜即可充分吸收800nm以下的太阳光，在光电转换领域具有重要的应用前景。电子传输材料是影响器件效率的重要因素，TiO2因具有高电导率和电子迁移率，以及与钙钛矿良好的能级匹配性，是作为电子传输层的优异材料之一。然而，器件制备中为了使非晶相TiOX转换为结晶态TiO2，致密层与介孔层TiO2的制备均存在高温烧结的过程，不仅能耗大，并且极大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，它依次包括透明导电衬底、电子传输层、界面修饰层、改性钙钛矿活性层、空穴传输层和阳极；其中，所述电子传输层为纳米二氧化钛粒子层，界面修饰层为富勒烯衍生物层。

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，它依次包括透明导电衬底、电子传输层、界面修饰层、改性钙钛矿活性层、空穴传输层和阳极；其中，所述电子传输层为纳米二氧化钛粒子层，界面修饰层为富勒烯衍生物层。2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述纳米二氧化钛粒子层的制备方法包括如下步骤：在冰水浴条件下，将四氯化钛与乙醇充分混合均匀，然后加入苯甲醇中，在70～80℃条件下反应8～10h，采用乙醚进行沉淀、洗涤，所得产物重新分散于乙醇溶剂中，控制纳米二氧化钛粒子的质量浓度在8～12mg/ml，最后加入钛螯合物得纳米二氧化钛分散液，再经旋涂、低温热处理得到所述二氧化钛粒子层。3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述四氯化钛、乙醇、苯甲醇的体积比为1:(3.4～5):(17～25)。4.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钛螯合物为双乙酰丙酮钛酸二异丙酯，它与纳米二氧化钛的摩尔比为1:(8～12)。5.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述低温热处理工艺为：加热至120～160℃退火15～40min。6.据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层的厚度为30～50nm。7.据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述改性钙钛矿活性层采用两步法制备，其中采用的前驱体溶液由碘化铅和碘化甲脒按1.3:(0.2～0.4)的摩尔比，溶解于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，蔡飞龙，杨丽燕，李京海，姚佳序，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42