[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，依次包括从下至上层叠的导电玻璃衬底(1)、NiO_x空穴传输层(2)、钙钛矿吸收层(3)、电子传输层(4)、缓冲层(5)和金属电极层(6)，所述NiO_x空穴传输层(2)中共掺杂有Y³⁺与Mg²⁺，其原子个数比例Mg：Y＝1:10-10:1，Y和Ni的原子个数比例Y：Ni＝(2-10)：100，或掺杂Y³⁺与Cu²⁺，其原子个数比例Cu：Y＝1:10-10:1，Y和Ni的原子个数比例Y：Ni＝(2-10)：100。

2.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、导电玻璃衬底(1)的处理：将导电玻璃进行紫外臭氧处理待用；

B、NiO_x空穴传输层(2)的制备：将氧化钇溶解于酸中，得到钇盐溶液，然后将镍盐与镁盐或镍盐与铜盐溶解于去离子水中,得到镍盐与镁盐或镍盐与铜盐溶液，并与钇盐溶液进行混合，通过碱液调节pH为9-11，得到悬浊液，接着将悬浊液离心、洗涤、干燥、煅烧得到掺杂有Y与Mg原子或Y与Cu原子的氧化镍纳米颗粒，将氧化镍纳米颗粒加入溶剂中进行超声分散，得到第一前驱液，并在步骤A处理得到的导电玻璃衬底(1)上表面涂布第一前驱液，涂布完毕后，进行退火处理后，自然冷却至室温，形成NiO_x空穴传输层(2)，所述钇盐中的钇与所述镍盐中的镍，其原子个数比例Y：Ni＝(2-10)：100，所述钇盐中的钇与所述镁盐中的镁，其原子个数比例Mg：Y＝1:10-10:1，所述钇盐中的钇与所述铜盐中的铜，其原子个数比例Cu：Y＝1:10-10:1；

C、钙钛矿吸收层(3)的制备：将卤化铅与卤化甲基胺溶于有机溶剂中，配置得到第二前驱液，并涂布于步骤B中形成的NiO_x空穴传输层(2)上，在加热板上退火处理，得到钙钛矿吸收层(3)；

D、电子传输层(4)的制备：将富勒烯衍生物溶于氯苯中，并加热搅拌溶解得到第三前驱液，并涂布于步骤C中处理得到的钙钛矿吸收层(3)上，并在加热板上退火处理后得到电子传输层(4)；

E、缓冲层(5)的制备：将BCP加入甲醇中搅拌得到过饱和溶液，并涂布于步骤D中得到的电子传输层(4)上，然后在加热板上退火处理得到缓冲层(5)；

F、金属电极层(6)的制备:将步骤E中得到的缓冲层(5)置于真空蒸镀室中，真空度达到1×10^-4Pa以上，并在缓冲层(5)表面上蒸镀Au、Ag或Al，形成金属电极层(6)。

3.根据权利要求2所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，

在步骤A中，所述导电玻璃为FTO导电玻璃或ITO导电玻璃，紫外臭氧处理时间为5-30min；

在步骤B中，所述干燥温度为60-120℃，时间为8-12h；所述煅烧温度为250-500℃，时间为1-4h；所述退火处理温度为100-200℃，时间为10-30min；

在步骤C中，加热板温度控制在100-120℃，退火时间控制在10-30min；

在步骤D中，所述加热搅拌溶解温度控制在40-50℃，所述加热板温度控制在60-80℃，退火时间控制在10-30min；

在步骤E中，所述加热板温度控制在60-80℃，退火时间控制在10-30min。

4.根据权利要求2所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在步骤B中，将钇盐溶液浓度为0.05-0.2mol/L，所述镍盐溶液、镁盐溶液、铜盐溶液浓度均为0.05-0.2mol/L，所述氧化镍在所述第一前驱液中的浓度为2-6mg/ml。

5.根据权利要求4所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述镍盐为氯化镍、硫酸镍、硝酸镍中的一种或几种的混合物，所述镁盐为氯化镁、硫酸镁、硝酸镁中的一种或几种的混合物，所述铜盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜中的一种或几种的混合物。