The invention discloses the preparation method of the titanium dioxide cookie-shaped microsphere and the preparation method of the perovskite solar cell. After the titanium dioxide microsphere is mixed with acetonitrile, isopropanol and acetylacetone, n-tetrabutyl titanate is dripped, tetrabutyl ammonium hydroxide is used as the control agent, heated for 12 hours at 160 200, precipitated, centrifuged, washed and dried, and then dried at a high temperature. TiO2 microspheres were obtained by annealing at room temperature. The obtained powder was mixed with P25 to prepare slurry. The slurry was spin-coated on FTO coated with dense layer and used as mesoporous layer of perovskite solar cells. Spin coating MAPbI3 and Spiro OMeTAD on TiO2 film and finally evaporating a layer of Au. The high specific surface area titanium dioxide microspheres were prepared by one-step hydrothermal method with simple preparation process and low cost. The prepared titanium dioxide thin films exhibited excellent electrical conductivity and visible light absorption effect. At the same time, they were used in perovskite solar cells to obtain excellent photoelectric conversion efficiency, in order to prepare large area, low cost and high efficiency. Perovskite solar cells provide the possibility.
【技术实现步骤摘要】
TiO2曲奇状微球的制备方法以及制备钙钛矿太阳能电池的方法
本专利技术属于太阳能电池领域,具体为TiO2曲奇状微球的制备方法以及制备钙钛矿太阳能电池的方法。
技术介绍
作为钙钛矿太阳电池(PSC)介孔层的纳米材料需满足以下几个特点:一,透光性好,可透过更多的入射光,减小光损失;二,其导带能级位置可以与吸光材料能级相匹配,减小激子能量损失;三,优异的电子输运性能,有效抑制电子与空穴的复合;四,大的孔隙度及比表面积,有利于增强入射光在电池内部的反射,提高器件光捕获能力。现阶段常用作PSC介孔层材料的有TiO2、ZnO、NiOx和ZrO2,其中应用最普遍的是廉价高效的TiO2颗粒。相较其它几种TiO2阵列结构(纳米线、纳米棒及纳米管),介孔TiO2纳米球结构具有更大的比表面积,这个特点可以有效使介孔层和吸光材层紧密接触形成更大的电子选择接触面积,有效提高PSC的短路电流密度(Jsc)和开路电压(Voc)。另外,有报道称TiO2纳米球形成的多孔膜有助于其上的钙钛矿大晶粒的生长。文献报道的TiO2颗粒制备方法主要有:(1)TiCl4气相氧化法,通过TiCl4和O2在900℃-1400℃下反应,生成纳米TiO2颗粒,再进行捕获,实现气固分离;(2)雾化水解法,采用钛醇盐为前驱体,利用超声静电等手段使其雾化成小液滴,经短时间水解得到二氧化钛粉末;(3)热等离子法,由氢气或者氮气组成的高温等离子流中所存在大量高活性的离子附着在前驱体表面经历熔融气,最后成核生长,再急速冷却,得到二氧化钛颗粒;(4)溶胶凝胶法,将钛酸盐加入醇中不断搅拌形成溶胶,接着和水发生水解反应,经失水失 ...
【技术保护点】
1.TiO2曲奇状微球的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)聚四氟乙烯反应容器的内胆先后采用清洗剂、去离子水、丙酮、无水乙醇四种液体超声清洗,每种液体处理1次,每次20分钟,清洗后干燥烘干;(2)多种有机溶剂作为混合溶剂,加入反应容器中,再缓慢滴加钛酸正四丁酯,混合溶剂和钛酸正四丁酯的体积比为50ml:2ml,同时充分搅拌均匀;(3)向步骤(2)中所得溶液中缓慢滴加四丁基氢氧化铵水溶液作为控制剂,搅拌均匀;四丁基氢氧化铵水溶液和钛酸正四丁酯的体积比为0.1ml‑0.5ml:2ml;(4)将反应容器密封,加热温度升高至160℃‑200℃,反应12h‑20h;(5)将步骤(4)所得的产物自然冷却,进行离心分离,速率5000rmp/min,离心5分钟,取沉淀物并用去离子水和无水乙醇先后洗涤四次后烘干备用;(6)将步骤(5)中洗涤后的沉淀在马弗炉中进行退火处理,得到具有单分散性的TiO2曲奇微球。
【技术特征摘要】
1.TiO2曲奇状微球的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)聚四氟乙烯反应容器的内胆先后采用清洗剂、去离子水、丙酮、无水乙醇四种液体超声清洗,每种液体处理1次,每次20分钟,清洗后干燥烘干;(2)多种有机溶剂作为混合溶剂,加入反应容器中,再缓慢滴加钛酸正四丁酯,混合溶剂和钛酸正四丁酯的体积比为50ml:2ml,同时充分搅拌均匀;(3)向步骤(2)中所得溶液中缓慢滴加四丁基氢氧化铵水溶液作为控制剂,搅拌均匀;四丁基氢氧化铵水溶液和钛酸正四丁酯的体积比为0.1ml-0.5ml:2ml;(4)将反应容器密封,加热温度升高至160℃-200℃,反应12h-20h;(5)将步骤(4)所得的产物自然冷却,进行离心分离,速率5000rmp/min,离心5分钟,取沉淀物并用去离子水和无水乙醇先后洗涤四次后烘干备用;(6)将步骤(5)中洗涤后的沉淀在马弗炉中进行退火处理,得到具有单分散性的TiO2曲奇微球。2.根据权利要求1所述的高比表面积的TiO2曲奇状微球的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中的混合溶剂包括乙腈、异丙醇、乙酰丙酮、水、甲醇、苯甲醛、二甘醇、乙醇中的至少两种。3.根据权利要求2所述的高比表面积的TiO2曲奇状微球的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中的混合溶剂包括体积比为3:1:1的乙腈、异丙醇、乙酰丙酮。4.根据权利要求1所述的高比表面积的TiO2曲奇状微球的制备方法,其特征在于,所述步骤(6)中的中退火条件为由室温在10min内升至140℃,保温2min;再次升温,10min内升至350℃,保温5min后,在15min内再升温至510℃,保温30min后自然降至120℃,取出自然冷却至室温备用。5.钙钛矿太阳能电池,其特征在于,包括TiO2介孔层,所述的TiO2介孔层由权利要求1到4任一项所述的TiO2曲奇状微球制成。6.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,还包括掺氟氧化锡透明导电玻璃作为基底,厚度为380nm,FTO基底上有所述的TiO2介孔层;TiO2介孔层依次包括电子传输层、钙钛矿活性层、空穴传输层;所述的TiO2曲奇状微球与P25二氧化钛纳米颗粒混合作为电子传输层,其厚度为500nm,MAPbI3作为钙钛矿...
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