一种高效率平面钙钛矿太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高效率平面钙钛矿太阳能电池，所述高效率平面钙钛矿太阳能电池包括透明导电衬底、电子传导层、钙钛矿层、空穴传导层和金属电极；所述电子传导层为低温工艺溶液法制备的镓掺杂的二氧化钛致密层。本发明专利技术还涉及上述高效率平面钙钛矿太阳能电池的制备方法，通过在水解四氯化钛制备二氧化钛致密层的过程中加入硝酸镓以及低温热处理，得到镓掺杂的二氧化钛致密层，并用该镓掺杂的二氧化钛致密层组装钙钛矿太阳能电池。本发明专利技术所述的平面钙钛矿太阳能电池采用低温工艺溶液法制备的镓掺杂的二氧化钛致密层作为电子传导层，通过镓掺杂来促进二氧化钛电子传导层对光生电子的收集与传导，其具有光电转换效率高、电池效率高、容易制备的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高效率平面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
，尤其涉及一种高效率平面钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
近年来，钙钛矿太阳能电池由于具有较高的光电转换效率而倍受关注。钙钛矿太阳能电池中电子传导层的光电特性决定着电池的光吸收与光生载流子的传导与收集，且其微结构影响着钙钛矿层的微结构与光电特性，在某种程度上决定着电池的光电转换效率，故尤为重要。尽管经过美国NREL认证的钙钛矿电池最高转换效率已经超过22％，但是当前报道的低温CH3NH3PbI3-xClx基平面钙钛矿太阳能电池的光电转换效率一般只有13％左右，可提升的空间还很大。从调控电子传导层的光电特性的角度来促进光生电子的传导与收集，以提高电池的光电转效率是比较可行的思路之一。当前，还未出现以镓掺杂的二氧化钛致密层作为电子传导层的平面CH3NH3PbI3-xClx基钙钛矿太阳能电池，也未见采用低温制备镓掺杂的二氧化钛致密层来组装高效率的平面CH3NH3PbI3-xClx基钙钛矿太阳能电池的相关报道。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于，提供一种高效率平面钙钛矿太阳能电池，其以镓掺杂的二氧化钛致本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效率平面钙钛矿太阳能电池，包括透明导电衬底、电子传导层、钙钛矿层、空穴传导层和金属电极；其特征在于：所述电子传导层为镓掺杂的二氧化钛致密层，该镓掺杂的二氧化钛致密层通过在低温水解法沉积二氧化钛致密层的过程中加入硝酸镓制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种高效率平面钙钛矿太阳能电池，包括透明导电衬底、电子传导层、钙钛矿层、空穴传导层和金属电极；其特征在于：所述电子传导层为镓掺杂的二氧化钛致密层，该镓掺杂的二氧化钛致密层通过在低温水解法沉积二氧化钛致密层的过程中加入硝酸镓制备而成。2.根据权利要求1所述的高效率平面钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述镓掺杂的二氧化钛致密层中镓原子与钛原子的摩尔比3-9:100。3.根据权利要求1或2任一项所述的高效率平面钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述透明导电衬底为掺杂氟的二氧化锡导电玻璃，所述钙钛矿层为CH3NH3PbI3-xClx基钙钛矿层，所述空穴传导层为Spiro-OMeTAD层，所述金属电极为银电极。4.权利要求1-3任一项所述的高效率平面钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)电子传导层的制备：先在冰水混合物中加入硝酸镓，再加入四氯化钛水溶液，配置镓掺杂二氧化钛胶体溶液，然后取清洁的透明导电衬底放入60～80℃的镓掺杂二氧化钛胶体溶液中浸泡40～60分钟，取出后依次用去离子水和乙醇冲洗，然后以180～220℃进行热处理30～60分钟，得到制备在透明导电衬底上的作为电子传导层的镓掺杂的二氧化钛致密层；(2)钙钛矿层的制备：将摩尔比为3:1的CH3NH3I与PbCl2溶解于二甲基甲酰胺中，得到钙钛矿前驱液，对步骤(1)所得的镓掺杂的二氧化钛致密层进行紫外光处理8～15分钟，然后在其上滴加钙钛矿前驱液，旋涂后以80～120℃进行热处理50～70分钟，得到制备在镓掺杂的二氧化钛致密层上的作为钙钛矿层的CH3NH3PbI3-xClx基钙钛矿层；(3)空穴传导层的制备：在步骤(2)所得的CH3NH3PbI3-xClx基钙钛矿层上旋涂含有0.08MSpiro-OMeTAD、0.064MLiTFSI以及0.064MSpiro-OMeTAD的氯苯混合溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴素娟，刘慧，陆旭兵，刘俊明，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东,44