[发明专利]一种使用化学气相沉积法制备钙钛矿薄膜太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种使用化学气相沉积法制备钙钛矿薄膜太阳能电池的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)对衬底进行预处理；

(2)在预处理后的衬底表面涂覆TiO₂致密层；

(3)将甲基碘化胺和卤化铅分别放入两个坩埚中并置于管式炉上风口，涂覆有TiO₂致密层的衬底置于管式炉下风口，甲基碘化胺和卤化铅两种反应源同时蒸发成为气相反应源，通过惰性气体运载气相反应源至衬底，加热衬底完成反应，获得钙钛矿材料层；

(4)在钙钛矿材料层上旋涂制备Spiro-OMeTAD太阳能电池空穴传输层；

(5)将步骤(1)-(4)制备的器件烘干，完成阴极金属电极沉积，得到钙钛矿薄膜太阳能电池。

2.如权利要求1所述使用化学气相沉积法制备钙钛矿薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：所述步骤(1)中衬底为FTO导电玻璃。

3.如权利要求1所述使用化学气相沉积法制备钙钛矿薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：所述步骤(1)中预处理方法为，首先使用氩离子减薄仪减小FTO衬底的表面粗糙度；其次将衬底依次浸入丙酮、聚乙二醇单辛基苯基醚去离子水溶液中采用超声处理；再次将衬底使用去离子水冲洗并放入异丙醇中超声处理；最后使用去离子水清洗衬底，放入去离子水中超声处理并风干。

4.如权利要求1所述使用化学气相沉积法制备钙钛矿薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：所述步骤(2)中涂覆方法为，首先在衬底表面旋转涂布两次形成70-90纳米厚的TiO₂致密层，两次使用的旋涂液分别为0.15mol/L和0.3mol/L的二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯/异丙醇溶液；其次将衬底烘干后，衬底在空气中进行烧结；然后在TiCl₄水溶液中浸泡；最后使用去离子水冲洗后在空气中退火，形成致密的n型层状TiO₂。

5.如权利要求1所述使用化学气相沉积法制备钙钛矿薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：所述步骤(3)中卤化铅为氯化铅或碘化铅。

6.如权利要求5所述使用化学气相沉积法制备钙钛矿薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，将管式炉上风口的甲基碘化胺加热至温度为115-125℃，将氯化铅加热至350-370℃，将碘化铅加热至290-310℃，将管式炉下风口的衬底加热至80℃，30分钟后在管式炉的下风口使用100℃原位退火60分钟。

7.如权利要求1所述使用化学气相沉积法制备钙钛矿薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：所述步骤(4)将Spiro-OMeTAD在2000-4000转/分的速率下旋涂20-60秒，其中旋涂溶液为spiro/氯苯溶液，添加剂为双三氟甲烷磺酰亚胺锂/乙腈溶液和和4-叔丁基吡啶。

8.如权利要求7所述使用化学气相沉积法制备钙钛矿薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：所述旋涂速率为3000转/分，旋涂时间为40秒；spiro/氯苯溶液浓度为80mg/ml，添加浓度为500mg/ml的双三氟甲烷磺酰亚胺锂/乙腈溶液17.5ml，添加28.5ml4-叔丁基吡啶。

9.如权利要求1所述使用化学气相沉积法制备钙钛矿薄膜太阳能电池的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，将器件放置在干燥箱12小时，并使用真空热蒸发方法镀上背面金电极，完成阴极沉积。