[发明专利]一种双光敏层杂化太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种双光敏层杂化太阳能电池，由下到上由ITO导电玻璃、第一修饰层、第一光敏层、第二光敏层、电子传输层、第二修饰层和反射电极组成，其特征在于，所述的第一光敏层为ClAlPc (Chloro-aluminum phthalocyanine)，第二光敏层为有机无机杂化钙钛矿类材料CH₃NH₃PbX₃(X为Cl、I或者它们的混合)；所述的第一修饰层和第一光敏层共同作为第二光敏层CH₃NH₃PbX₃的基底和空穴传输层。

2.如权利要求1所述的一种双光敏层杂化太阳能电池，其特征在于，所述ITO导电玻璃，方块电阻10-20Ω，透过率在80-90%。

3.如权利要求1所述的一种双光敏层杂化太阳能电池，其特征在于，所述的第一修饰层为MoO₃，厚度为2-10 nm。

4.如权利要求1所述的一种双光敏层杂化太阳能电池，其特征在于，所述的第一光敏层ClAlPc的厚度为15-30 nm。

5.如权利要求1所述的一种双光敏层杂化太阳能电池，其特征在于，所述的第二光敏层CH₃NH₃PbI₃的厚度为200-500 nm。

6.如权利要求1所述的一种双光敏层杂化太阳能电池，其特征在于，所述的电子传输层为富勒烯衍生物薄膜，所述的富勒烯衍生物薄膜为C₆₀、C₇₀、PC₆₀BM或者PC₇₀BM。

7.如权利要求1所述的一种双光敏层杂化太阳能电池，其特征在于，所述的第二修饰层为Bphen、BCP或者LiF。

8.如权利要求1所述的一种双光敏层杂化太阳能电池，其特征在于，所述的反射电极为Au、Ag或者Al中的一种，反射电极厚度在80-200 nm。

9.一种双光敏层杂化太阳能电池的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤(1) ITO导电玻璃处理

ITO导电玻璃采用丙酮、玻璃清洗剂依次清洗，然后在丙酮、去离子水、异丙醇中各超声处理10分钟，用氮气吹干后紫外灯照射处理10分钟待用；

步骤(2)真空沉积法制备第一修饰层

真空度小于5×10^-4的真空条件下，在透明导电衬底上通过热蒸发的方法依次沉积一层MoO₃作为第一修饰层；第一修饰层厚度在2-10 nm，沉积速率控制在0.05 nm/s；

步骤(3) 真空沉积法制备第一光敏层

真空度小于5×10^-4的真空条件下，在MoO₃第一修饰层上，通过热蒸发的方法依次沉积一层ClAlPc作为第一光敏层；沉积厚度通过石英晶振片监控，第一光敏层厚度在10-30 nm，沉积速率控制在0.05 nm/s；

步骤(4) 溶液法制备第二光敏层

室温下配置有机无机杂化钙钛矿前驱体溶液，60℃条件下加热12小时至溶解充分，得到有机无机杂化钙钛矿前驱体溶液；使用匀胶机将配置好的前驱体溶液旋转涂覆在ClAlPc第一光敏层上；在100℃的加热板上退火处理60分钟，去除残留溶剂并制得结晶性能良好的CH₃NH₃PbI₃钙钛矿第二光敏层；

步骤(5)电子传输层的制备

在钙钛矿第二光敏层上通过热蒸发的方法生长20-50 nm的C₆₀、C₇₀或者将配置好的PC₆₀BM、PC₇₀BM溶液旋转涂覆在钙钛矿第二光敏层上，然后加热板上退火处理完成电子传输层的制备；

步骤(6) 第二修饰层的制备

将上述制备好的基底放入真空镀膜设备中，真空度小于5×10^-4Pa条件下，将LiF、BPhen、BCP粉体通过真空蒸镀的方式沉积到电子传输层上；

步骤(7) 反射电极的制备

在电子传输层上通过热蒸发的方法沉积一层80-200 nm的Al、Ag或者Au作为反射电极，获得杂化太阳能电池。