[发明专利]一种钙钛矿/有机集成太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿/有机集成太阳电池，其特征在于，其结构自下而上包括：透明电极(1)、电荷传输层(2)、钙钛矿光吸收层(3)、有机光吸收层(4)和金属电极(5)。

2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿/有机集成太阳电池，其特征在于，所述的电荷传输层为电子传输层或空穴传输层。

3.根据权利要求2所述的一种钙钛矿/有机集成太阳电池，其特征在于，所述器件结构为透明电极/电子传输层/钙钛矿光吸收层/有机光吸收层/空穴传输层/金属电极；或透明电极/空穴传输层/钙钛矿光吸收层/有机光吸收层/电子传输层/金属电极。

4.根据权利要求1所述的一种钙钛矿/有机集成太阳电池，其特征在于，所述的有机光吸收层的吸收光谱比钙钛矿光吸收层的吸收光谱宽，为有机窄带隙类材料。

5.根据权利要求2所述的一种钙钛矿/有机集成太阳电池，其特征在于，当所述电荷传输层(2)为电子传输层时，所述的金属电极(5)为高功函金属；当所述电荷传输层(2)为空穴传输层时，所述的金属电极(5)为低功函金属。

6.一种钙钛矿/有机集成太阳电池的制备方法，方法一包括如下步骤：

a.制备透明导电金属氧化物阳极层：在玻璃或聚酯薄膜的衬底上溅射金属氧化物，得到透明导电金属氧化物阳极层；

b.制备空穴传输层：将步骤a得到的透明导电金属氧化物阳极层经紫外—臭氧表面处理后旋涂高功函的有机材料或金属氧化物，经热退火得到空穴传输层；

c.制备钙钛矿光吸收层：将铅源与碘化物溶于溶剂中，加热搅拌，得到钙钛矿前躯体溶液，将该溶液旋涂于步骤b得到的空穴传输层上，经热退火得到钙钛矿光吸收层；

d.制备有机光吸收层:将P型有机材料与N型有机材料按比例混合溶于溶剂制成溶液，将该溶液旋涂于钙钛矿层上得到有机光吸收层；

e.制备电子传输层：在步骤d得到的有机吸光层上通过旋涂或蒸镀的方法制备低功函有机或金属氧化物电子传输层；

f.制备阴极层：在步骤e得到的电子传输层上真空蒸镀金属电极，作为阴极层；

方法二包括如下步骤：

a.制备透明导电金属氧化物阳极层：在玻璃或聚酯薄膜的衬底上溅射金属氧化物，得到透明导电金属氧化物阴极层；

b.制备电子传输层：将n型金属氧化物经旋涂或喷涂于透明导电阴极层上，经高温退火后得到电子传输层；

c.制备钙钛矿光吸收层：将铅源与碘化物溶于溶剂中，加热搅拌，得到钙钛矿前躯体溶液，将该溶液旋涂于步骤b得到的电子传输层上，经热退火得到钙钛矿光吸收层；

d.制备有机光吸收层:将P型有机材料与N型有机材料按比例混合溶于溶剂制成溶液，将该溶液旋涂于钙钛矿层上得到有机光吸收层；

e.制备空穴传输层：在步骤d得到的有机吸光层上通过旋涂或蒸镀的方法制备稿功函的有机或金属氧化物空穴传输层；

f.制备阳极层：在步骤e得到的空穴传输层上真空蒸镀金属电极，作为阳极层。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，方法一步骤b中所述有机材料是PEDOT：PSS。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，方法一或非法二步骤c中将PbI₂:DMSO质量比为1:1，溶于DMF浓度为1M，旋涂转速为5000rpm,CH₃NH₃I或H₂C(NH₂)₂I的异丙醇溶液浓度分别为50mg/ml和68mg/ml，旋涂转速为5000rpm；或者将PbI₂和CsI按1:1比例混合制得前躯体溶液，然后经过一步旋涂法后100℃退火得到CsPbI₃钙钛矿光吸收层。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，方法一或方法二步骤d中将TTV2与PC₇₀BM按一定比混合溶于溶剂，所述溶剂为氯仿和邻二氯苯，或者将PBDTTT-E-T与IEICO按一定比混合溶于溶剂制得到前躯体溶液，所述溶剂为氯苯，将所得溶液旋涂于步骤c得到的钙钛矿层上得到有机聚合物光吸收层。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，方法二步骤b中将0.15M乙酰丙酮钛的正丁醇旋涂于透明电极上，125℃退火5～10min,然后旋涂TiO₂的骨架层溶液，再经过550℃烧结30min制备得到TiO₂电子传输层。