一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法，属于太阳能电池技术领域。该方法包括：步骤(1)、FTO基底处理：对FTO基底进行超声清洗和干燥，然后在处理后的FTO基底贴上高温胶带；步骤(2)、溶剂制备：通过二氯化锡固体和无水乙醇配制浓度为0.1mol/mL的SnCl

【技术实现步骤摘要】
一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
，特别涉及一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法。
技术介绍
伴随着人类社会的发展，人类对于能源的需求也一直在增长，而目前使用最多的化石能源属于不可再生能源，按此趋势下去很快地球上可用的化石能源将所剩无几。同时，由于大量使用化石能源已经引起了极为严重的环境问题，诸如大气严重污染、全球变暖等，这给地球上所有生物的生存提出来了重大的挑战。太阳能，作为一种绿色清洁、可再生能源，其储量丰富、易获取、成本低等优点使其成为一种优秀的可替代能源。太阳能电池是将光能直接转换为电能的载体，科学家们从最早的硅电池的研究中取得了很多进展并用于空间领域，但由于硅电池现在的发展出现瓶颈，其电池制备耗能、副产物对环境有严重污染等缺点迟迟未能解决限制了其产业的发展。为此，科学家们开始寻找替代材料、设计新型结构，由染料敏化电池为基础而研究出来的太阳能电池虽然其发展时间只有短短不过十年，但是它的发展速度却极其迅猛。短时间内其各方面性能的不断优化以及效率的不断提升，其光电转换效率已经达到24.2％，但是太阳能电池的耐湿性还是不够好。
技术实现思路
为了使太阳能电池具有更好的耐湿性，本专利技术实施例提供了一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法。所述方法包括：步骤(1)、FTO基底处理：对所述FTO基底进行超声清洗和干燥，然后在处理后的所述FTO基底贴上高温胶带；步骤(2)、溶剂制备：通过二氯化锡固体和无水乙醇配制浓度为0.1mol/mL的SnCl2·2H2O溶液；通过N，N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和碘化铅粉末配制浓度为691.25mg/mol的PbI2溶液；通过甲脒氢碘酸盐，甲基氯化胺，甲基溴化胺和异丙醇配制有机离子溶液；通过石墨、碳黑、ZrO2、羟丙基纤维素和松油醇配制碳浆料；步骤(3)、通过制备的所述溶剂制备碳电极钙钛矿太阳能电池：将处理好的所述FTO基底放入已经预热完成的紫外臭氧处理机中处理20min，处理后旋涂所述SnCl2·2H2O溶液制备SnO2薄膜层；然后将所述SnO2薄膜层在紫外臭氧机器中处理20min，去除表面基团，同时增加其表面浸润性，处理完后旋涂所述PbI2溶液和所述有机离子溶液制备钙钛矿层；在所述钙钛矿层上刮涂所述碳浆料得到碳薄膜层，最后退火得到所述碳电极钙钛矿太阳能电池；进一步地，所述步骤(2)中所述PbI2溶液的配制方法为：用分析天平称取691.25mg所述碘化铅粉末于1号玻璃瓶中，用移液枪分别取0.9mL所述N，N二甲基甲酰胺和0.1mL所述二甲基亚砜，体积比为9∶1，注入所述1号玻璃瓶中，放入磁子，拧紧瓶盖，贴上标签，在磁旋热台上70～85℃，搅动1d，使用0.22μm有机系滤嘴过滤后80℃加热得到所述PbI2溶液。进一步地，所述步骤(2)中所述有机离子溶液的配制方法为：用分析天平分别取90mg浓度为90mg/ml的所述甲脒氢碘酸盐、6.39mg浓度为6.39mg/ml的所述甲基氯化胺和9mg浓度为9mg/ml的所述甲基溴化胺于2号玻璃瓶中，再用移液枪取所述异丙醇于所述2号玻璃瓶中，放入磁子，在磁旋热台常温状态下，搅动一天，过滤后得到所述有机离子溶液。进一步地，所述步骤(2)中所述碳浆料的配制方法为：用分析天平取6g所述石墨、1g所述碳黑、1g所述ZrO2、1g所述羟丙基纤维素均匀倒入装有玛瑙珠的干净球磨罐中，再用移液枪取50mL松油醇于所述球磨罐中混合，然后放入行星式球磨机中处理1h，之后用铁勺将碳浆刮下放入干净的100mL烧杯中，放入真空条件下90℃的真空干燥箱中浓缩20d。进一步地，所述步骤(3)中所述碳电极钙钛矿太阳能电池具体制备方法为：取适量所述SnCl2·2H2O溶液滴在所述FTO基底导电面中心，以3000rpm/min进行旋涂30s，旋涂完毕后180℃退火1h，使其发生水解变成所述SnO2薄膜层；用移液枪取适量所述PbI2溶液铺满所述SnO2薄膜层，进行两段旋涂工艺，前段以800rpm/min低转速铺平溶液，时间为5s，后段以3000rpm/min高速成膜，时间为30s，沉积得到PbI2薄膜；将所述PbI2薄膜放到热台上70℃退火1min，退火后通过所述两段旋涂工艺旋涂所述有机离子溶液，然后放到热台上150℃退火20min，最终得到所述钙钛矿层；待所述钙钛矿层冷却后，采用刮涂法刮涂所述碳浆料于所述钙钛矿层，刮涂完毕后100℃退火20min，得到所述碳电极钙钛矿太阳能电池。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术中所制备的太阳能电池的结构为FTO基底/SnO2薄膜层/钙钛矿层/碳薄膜层，碳薄膜层作为顶电极对空气中的水分子有很好的阻挡作用，从而使得该碳电极钙钛矿太阳能电池具有更强的耐湿性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的一种碳电极钙钛矿太阳能电池的结构示意图；图2是本专利技术提供的一种FTO基底结构示意图；图3是本专利技术提供的一种碳电极钙钛矿太阳能电池的封装示意图；图4是本专利技术提供的一种碳电极钙钛矿太阳能电池的耐湿性测试实验图；图5是本专利技术提供的一种碳电极钙钛矿太阳能电池的耐湿性测试结论示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本专利技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例目的，不是旨在于限定本专利技术。实施例一一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤(1)、FTO基底处理：对FTO基底进行超声清洗和干燥，然后在处理后的FTO基底贴上高温胶带；步骤(2)、溶剂制备：通过二氯化锡固体和无水乙醇配制浓度为0.1mol/mL的SnCl2·2H2O溶液；通过N，N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和碘化铅粉末配制浓度为691.25mg/mol的PbI2溶液；通过甲脒氢碘酸盐，甲基氯化胺，甲基溴化胺和异丙醇配制有机离子溶液；通过石墨、碳黑、ZrO2、羟丙基纤维素和松油醇配制碳浆料；步骤(3)、通过制备的溶剂制备碳电极钙钛矿太阳能电池：将处理好的FTO基底放入已经预热完成的紫外臭氧处理机中处理20min，处理后旋涂SnCl2·2H2O溶液制备SnO2薄膜层；然后将SnO2薄膜层在紫外臭氧机器中处理20min，去除表面基团，同时增加其表面浸润性，处理完后旋涂PbI2溶液和有机离子溶液制备钙钛矿层；在钙钛矿层上刮涂碳浆料得到碳薄膜层，最后得到碳电极钙钛矿太阳能电池；需要说明的是，本专利技术中均以掺氟氧化锡(FreshTouringOrigin本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤(1)、FTO基底处理：对所述FTO基底进行超声清洗和干燥，然后在处理后的所述FTO基底贴上高温胶带；/n步骤(2)、溶剂制备：通过二氯化锡固体和无水乙醇配制浓度为0.1mol/mL的SnCl

【技术特征摘要】
1.一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤(1)、FTO基底处理：对所述FTO基底进行超声清洗和干燥，然后在处理后的所述FTO基底贴上高温胶带；
步骤(2)、溶剂制备：通过二氯化锡固体和无水乙醇配制浓度为0.1mol/mL的SnCl2·2H2O溶液；通过N，N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和碘化铅粉末配制浓度为691.25mg/mol的PbI2溶液；通过甲脒氢碘酸盐，甲基氯化胺，甲基溴化胺和异丙醇配制有机离子溶液；通过石墨、碳黑、ZrO2、羟丙基纤维素和松油醇配制碳浆料；
步骤(3)、通过制备的所述溶剂制备碳电极钙钛矿太阳能电池：将处理好的所述FTO基底放入已经预热完成的紫外臭氧处理机中处理20min，处理后旋涂所述SnCl2·2H2O溶液制备SnO2薄膜层；然后将所述SnO2薄膜层在紫外臭氧机器中处理20min，去除表面基团，同时增加其表面浸润性，处理完后旋涂所述PbI2溶液和所述有机离子溶液制备钙钛矿层；在所述钙钛矿层上刮涂所述碳浆料得到碳薄膜层，最后退火得到所述碳电极钙钛矿太阳能电池。


2.根据权利要求1所述的一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述PbI2溶液的配制方法为：用分析天平称取691.25mg所述碘化铅粉末于1号玻璃瓶中，用移液枪分别取0.9mL所述N，N二甲基甲酰胺和0.1mL所述二甲基亚砜，体积比为9∶1，注入所述1号玻璃瓶中，放入磁子，拧紧瓶盖，贴上标签，在磁旋热台上70～85℃，搅动1d，使用0.22μm有机系滤嘴过滤后80℃加热得到所述PbI2溶液。


3.根据权利要求1所述的一种碳电极钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述有机离子溶液的配制方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王九鑫，梁飞燕，李秋霞，
申请(专利权)人：西安九天孵化器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61