[发明专利]一种平面异质结钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种平面异质结钙钛矿太阳能电池，自下而上依次为透明导电电极、电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层、金属电极，其特征在于：所述电子传输层为TiO₂致密层，所述钙钛矿光吸收层的材料为氯离子掺杂的钙钛矿材料。

2.如权利要求1所述的平面异质结钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述透明导电电极为FTO导电玻璃，所述钙钛矿光吸收层的材料为CH₃NH₃PbI_3-xCl_x，0＜x＜3，所述空穴传输层的材料为spiro-OMeTAD，所述金属电极为Au。

3.一种制备如权利要求1所述的平面异质结钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）、将透明导电电极经过超声清洗后，氮气吹干，进行氧等离子体处理；

（2）、采用旋涂工艺将有机钛前驱体溶液旋涂至透明导电电极表面，再在500～550℃保温20～40min，自然冷却至室温，得到TiO₂致密层；其中，有机钛前驱体溶液的制备过程为：将0.45~0.48mol/L的钛酸异丙酯的异丙醇溶液和0.025~0.028mol/L的盐酸的异丙醇溶液等体积混合，搅拌均匀后即得；

（3）、制备完成TiO₂致密层后，进行氧等离子体处理；

（4）、采用逐层旋涂工艺将钙钛矿溶液旋涂至TiO₂致密层上，然后在110～130℃保温100～120min，得到钙钛矿光吸收层；

（5）、将空穴传输层溶液旋涂至钙钛矿光吸收层上，得空穴传输层；

（6）、采用真空热蒸镀工艺在空穴传输层上蒸镀金属电极，至此制得平面异质结钙钛矿太阳能电池。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤（2）中：旋涂速度为3900~4100r/min、旋涂时间为25~35s。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤（4）中：钙钛矿溶液为0.85~0.90mol/L氯化铅和2.45~2.50mol/L碘甲胺的N,N-二甲基甲酰胺溶液；旋涂次数为4~6次；每次旋涂时，旋涂速度为1900~2100r/min、旋涂时间为25~35s。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤（5）中：空穴传输层溶液的制备过程为：将72~73mgspiro-OMeTAD、28~29μL4-叔丁基吡啶、17～18μL浓度为520～530mg/mL的双三氟甲烷磺酰亚胺锂乙腈溶液，混合于0.5~1.5ml氯苯中即得；旋涂速度为2900~3100r/min、旋涂时间为25~35s。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤（6）中：所述金属电极为金，蒸镀参数为：初始气压为2×10^-8~4×10^-8Torr，蒸镀速率为0.1~0.3埃/秒，蒸镀厚度为50~70nm。