[发明专利]钙钛矿薄膜、太阳能电池器件及制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿薄膜、太阳能电池器件及制备方法，将钙钛矿CH₃NH₃XY₃前驱体溶液旋涂在基底上，然后滴加CB‑PCBM溶液继续旋涂一定的时间；最后退火处理，得到CH₃NH₃XY₃PCBM钙钛矿薄膜；其中X为ⅣA族金属元素中的一种或多种掺杂而成，Y为卤素中的一种或多种掺杂而成。通过CB‑PCBM反溶剂法，一步制备出了CH₃NH₃XY₃钙钛矿层和PCBM电子传输层，不仅减少了有毒溶剂的使用，制备工艺简单，而且制备出的钙钛矿薄膜晶粒大，有利于提高钙钛矿薄膜太阳能电池效率。

技术领域

本发明涉及钙钛矿薄膜领域，尤其涉及一种钙钛矿薄膜、太阳能电池器件及制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池因其低成本高效率在光伏领域引起了极大的关注。短短的七年中，钙钛矿太阳能电池最高认证效率已经达到了22.1％。在制备过程中，高质量钙钛矿薄膜和功能层（包括电子传输层和空穴传输层）被证明是高性能器件的关键。

[6,6]-苯基C₆₁丁酸甲酯（PCBM）已经被证明是钙钛矿太阳能电池的有效电子传输层，特别是因为其高电荷迁移率可以消除器件的滞后现象，ITO/聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)（PEDOT:PSS）/钙钛矿/ PCBM / Ag结构器件表现出较高的光伏性能。传统的钙钛矿/ PCBM制备方法为氯苯反溶剂法：在旋涂钙钛矿薄膜过程中滴加大量氯苯反溶剂，经过后续退火处理得到钙钛矿薄膜，然后旋涂PCBM电子传输层。这种制备方法工艺繁琐、复杂，制造过程需要消耗大量污染环境的有毒溶剂，如氯苯。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钙钛矿薄膜、太阳能电池器件及制备方法，旨在解决现有的制备方法复杂、环境不友好的问题。

本发明的技术方案如下：

一种钙钛矿薄膜的制备方法，将钙钛矿CH₃NH₃XY₃前驱体溶液旋涂在基底上，然后滴加CB-PCBM溶液(PCBM氯苯溶液)继续旋涂一定的时间；最后退火处理，得到CH₃NH₃XY₃PCBM钙钛矿薄膜；其中X为ⅣA族金属元素中的一种或多种掺杂而成，Y为卤素中的一种或多种掺杂而成。

如上所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其中，所述钙钛矿CH₃NH₃XY₃前驱体溶液旋涂的转速为3000-5000rpm。

如上所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其中，所述钙钛矿CH₃NH₃XY₃前驱体溶液旋涂的时间为3-8s。

如上所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其中，滴加CB-PCBM溶液后继续旋涂15-40s。

如上所述的钙钛矿薄膜的制备方法，其中，所述退火处理的条件为100-140℃退火10-30min。

一种钙钛矿薄膜，由如上任一所述的钙钛矿薄膜的制备方法制备而成。

一种太阳能电池器件，自下而上包括：含有阳极的基底、空穴传输层、如上所述的钙钛矿薄膜和阴极。

一种如上所述的太阳能电池器件的制备方法，包括：

步骤A、在含有阳极的基底上旋涂空穴传输层，并退火处理；

步骤B、在空穴传输层上制备如上所述的钙钛矿薄膜；