[发明专利]一种低温高效的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低温高效的钙钛矿太阳能电池的制备方法：1）制备致密TiO₂，并将其旋涂在导电玻璃上，然后进行紫外臭氧处理；2）配置多孔TiO₂浆料并将其旋涂在导电玻璃上，然后进行紫外臭氧处理；3）制备并旋涂钙钛矿前驱体溶液；4）制备空穴传输层；5）将所得样品转移至真空蒸发镀膜机中，蒸镀厚60―150nm的金属Au作为顶端正电极，即得到钙钛矿太阳能电池。电池结构为FTO/cp‑TiO₂/mp‑TiO₂/MAPbI₃/Spiro‑OMeTAD/Au或ITO/cp‑TiO₂/mp‑TiO₂/MAPbI₃/Spiro‑OMeTAD/Au。本发明整个流程操作极其简单，对设备要求低，制作过程温度低（均小于90℃），整体能耗低；使用紫外光处理致密TiO₂及多孔TiO₂，能够得到纯锐钛矿相的TiO₂，适合作为电子传输层及适合灌注钙钛矿材料的多孔层，能够满足工业领域低成本制备高效有机/无机钙钛矿太阳能电池的需求。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种低温高效的有机/无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

太阳能具有清洁、取之不尽、用之不竭等优点，是绿色能源的代表，备受人们关注。太阳能电池是直接将太阳辐射能转化为电能的一种装置，它被认为是利用太阳能的最佳方式。新型有机/无机钙钛矿太阳能电池因其具有生产成本低、性能高效等优点，被公认是未来太阳能电池的主要方向之一。现今的高性能有机/无机钙钛矿太阳能电池仍然存在以下几方面的问题需要进一步改善，如电池的稳定性、含铅电池、大面积制作电池、超低温制作电池器件等（参考T. M. Brown etc., Energy Environ. Sci., 2016, 9(10). DOI:10.1039/c6ee01137c；M. Saliba etc., science, 2016, 354(6309):206. DOI:10.1126/science.aah5557）。本发明针对超低温制作电池器件方面，提供一种低温高效的有机/无机钙钛矿太阳能电池。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种低温高效的有机/无机钙钛矿太阳能电池，该太阳能电池在低温（均小于90℃）条件下制备获得，能耗低且电池效率高。

本发明还提供了上述低温高效的有机/无机钙钛矿太阳能电池的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低温高效的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其具体包括以下步骤：

1）致密TiO₂的制备：在样品瓶中加入6―12ml无水乙醇，滴加0.5―4ml钛酸四丁酯Ti(OC₄H9)₄，搅拌均匀，再加入0.5―4ml冰醋酸CH₃COOH、0.5―4ml乙酰丙酮C₅H₈O₂、3ml无水乙醇和1ml去离子水，混合搅拌至得到黄色的胶体溶液；

2）将胶体溶液滴到洁净的FTO（掺杂氟的氧化锡）或ITO（氧化铟锡）导电玻璃上，匀胶旋涂，然后放到紫外臭氧清洗机（Uv Ozone Cleaning）中进行紫外臭氧处理，所得样品记为FTO/cp-TiO₂或ITO /cp-TiO₂；

3）将18NR-T多孔TiO₂浆料按质量比1:3―12用无水乙醇稀释，得到多孔旋涂浆料；