【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
[0001]本专利技术涉及太阳能电池
,尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
[0002]钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,简称PSCs)是利用钙钛矿型有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,由于其低成本而称为广泛研究的器件材料,且由于钙钛矿材料的半透明性与良好的柔韧性促使PSCs的光电转换效率仅用10年时间从3.8%攀升至25.5%,其效率增长不仅快速且接近硅太阳能电池。除了高光电转换效率外,PSCs同时具有低成本、溶液制程、长载子扩散距离与可调控能隙等优点被视为具有商业化的潜力。
[0003]钙钛矿太阳能电池的结构由钙钛矿薄膜、电子传输层、电解质层以及电极层组成;其中,钙钛矿薄膜是钙钛矿太阳能电池的关键部分,由钙钛矿晶体构成,具有具有优异的光电转换性能。目前制备钙钛矿薄膜的制备方法主要工艺方法为溶液法,但是通过溶液法制备钙钛矿薄膜的工艺依赖于大量的有机溶剂,并例如,氯苯(CB)、二甲基甲酰胺(DMF)以及二甲基亚砜(DMSO)等,而有机溶剂对大气、树木等都存在较大的危害,有机溶剂的后处理也是工业化过程中的一个重大难题。因此取代铅离子与开发低危害溶剂制程是钙钛矿太阳能电池的发展重点,并亟需寻求一种减少依赖有机溶剂的钙钛矿薄膜的制备方法。同时,现有技术的钙钛矿太阳能电池存在由于钙钛矿薄膜的纯度不高导致光电转换效率低的问题,以及为了保证钙钛矿薄膜的纯度,需要通过较为繁琐的制备过程实现所存在的步骤繁琐 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括:S1、于基板表面旋涂致密TiO2前体溶液,退火处理后于基板表面形成致密TiO2薄膜;S2、于致密TiO2薄膜表面旋涂介孔TiO2前体溶液,退火处理后于致密TiO2薄膜表面形成介孔TiO2薄膜;S3、于介孔TiO2薄膜表面旋涂ETL前体溶液,以形成PCBM薄膜;S4、于PCBM薄膜表面覆盖第一金属掩膜,并将PbI2薄膜热蒸发沉积于覆盖有第一金属掩膜的PCBM薄膜表面,以形成蒸发PbI2薄膜,再将钙钛矿前体溶液旋涂于蒸发PbI2薄膜表面,退火处理并烘烤后形成钙钛矿薄膜;S5、于钙钛矿薄膜表面旋涂HTL前体溶液,以形成Spiro
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OMeTAD薄膜;S6、于Spiro
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OMeTAD薄膜表面覆盖第二金属掩膜,并将金属靶材热蒸发沉积于覆盖有第二金属掩膜的Spiro
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OMeTAD薄膜表面,以于Spiro
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OMeTAD薄膜表面沉积电极。2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,在步骤S1之前,还包括:选取一基板,通过超音波清洗技术与紫外线臭氧杀菌技术对基板进行清洗。3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述超音波清洗技术由超音波振动器予以实现,所述紫外线臭氧杀菌技术由紫外线臭氧灯予以实现,并具体为:将选取的基板置于由丙酮、酒精以及IPA溶液均匀混合形成的混合溶液中,并通过超音波振动器与紫外线臭氧灯对基板进行清洗。4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中的介孔TiO2前体溶液由多孔TiO2前体溶液、TiO2纳米颗粒以及无水乙醇均匀混合形成,且介孔TiO2前体溶液、多孔TiO2前体溶液、TiO2纳米颗粒以及无水乙醇的重量比为1:4:1:9。5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中的ETL前体溶液由10
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20mg的PCBM溶液与0.2
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【专利技术属性】
技术研发人员:许志宏,林文玮,赖政志,林锦辉,李奕攸,
申请(专利权)人:苏州芯默科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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