[发明专利]以溅射ZnO为电子传输层的钙钛矿型太阳能电池及制备

权利要求书

1.以溅射ZnO为电子传输层的钙钛矿型太阳能电池，其特征在于设有透明导电玻璃衬底、ZnO电子传输层、钙钛矿型材料层、空穴传输层和金属背电极层，透明导电玻璃衬底、ZnO电子传输层、钙钛矿型材料层、空穴传输层和金属背电极层从下至上依次叠层；

所述钙钛矿型材料层为CH₃NH₃PbI₃层，所述空穴传输层为2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(spiro-MeOTAD)空穴传输层；所述金属背电极层为Au背电极层或Ag背电极层。

2.如权利要求1所述以溅射ZnO为电子传输层的钙钛矿型太阳能电池，其特征在于所述透明导电玻璃衬底采用铟锡氧化物为导电层的导电玻璃衬底。

3.如权利要求1所述以溅射ZnO为电子传输层的钙钛矿型太阳能电池，其特征在于所述透明导电玻璃衬底的厚度为100～150nm，所述ZnO电子传输层的厚度为20～120nm，所述钙钛矿型材料层的厚度为20～120nm，所述空穴传输层的厚度为40～60nm，所述金属背电极层的厚度为60～150nm。

4.如权利要求1～3任一所述以溅射ZnO为电子传输层的钙钛矿型太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将透明导电玻璃衬底去除油脂和有机物，然后超声洗涤，氮气吹干，即得预处理后的透明导电玻璃衬底；

2)在步骤1)所得预处理后的透明导电玻璃衬底上制备ZnO薄膜，再加热，退火，即溅射ZnO电子传输层；

3)配制PbI₂的DMF溶液，再将PbI₂的DMF溶液旋涂在ZnO电子传输层上，制得黄色的PbI₂薄膜，干燥后将PbI₂薄膜浸入CH₃NH₃I的异丙醇溶液，然后用异丙醇漂洗，氮气吹干，即得棕色CH₃NH₃PbI₃层；

4)将2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂的乙腈溶液、4-叔丁基吡啶溶解在氯苯溶液中，再旋涂在CH₃NH₃PbI₃层上，制得空穴传输层；

5)在空穴传输层上制备金属背电极层，即制得钙钛矿型太阳能电池。

5.如权利要求4所述以溅射ZnO为电子传输层的钙钛矿型太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述去除油脂和有机物采用洗洁精和去离子水洗涤15min；所述超声洗涤可依次用丙酮、乙醇、去离子水超声洗涤10min。

6.如权利要求4所述以溅射ZnO为电子传输层的钙钛矿型太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述制备ZnO薄膜的方法采用磁控溅射法制得所需厚度的ZnO薄膜。

7.如权利要求4所述以溅射ZnO为电子传输层的钙钛矿型太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述加热的条件是在150℃下加热10min。

8.如权利要求4所述以溅射ZnO为电子传输层的钙钛矿型太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述配制PbI₂的DMF溶液的温度是在70℃下；所述PbI₂的DMF溶液的摩尔浓度可为1mol/L；所述旋涂可采用匀胶机旋涂；所述干燥的时间可为5min；所述CH₃NH₃I的异丙醇溶液的质量浓度可为10mg/mL。