[发明专利]TiO2

权利要求书

1.TiO₂曲奇状微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)聚四氟乙烯反应容器的内胆先后采用清洗剂、去离子水、丙酮、无水乙醇四种液体超声清洗，每种液体处理1次，每次20分钟，清洗后干燥烘干；

(2)多种有机溶剂作为混合溶剂，混合溶剂包括体积比为3：1：1的乙腈、异丙醇、乙酰丙酮，加入反应容器中，再缓慢滴加钛酸正四丁酯，混合溶剂和钛酸正四丁酯的体积比为50ml：2ml，同时充分搅拌均匀；

(3)向步骤(2)中所得溶液中缓慢滴加四丁基氢氧化铵水溶液作为控制剂，搅拌均匀；四丁基氢氧化铵水溶液和钛酸正四丁酯的体积比为0.1ml-0.5ml：2ml；

(4)将反应容器密封，加热温度升高至160℃-200℃，反应12h-20h；

(5)将步骤(4)所得的产物自然冷却，进行离心分离，速率5000rmp/min，离心5分钟，取沉淀物并用去离子水和无水乙醇先后洗涤四次后烘干备用；

(6)将步骤(5)中洗涤后的沉淀在马弗炉中进行退火处理，得到具有单分散性的TiO₂曲奇微球。

2.根据权利要求1所述的TiO₂曲奇状微球的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中的中退火条件为由室温在10min内升至140℃，保温2min；再次升温，10min内升至350℃，保温5min后，在15min内再升温至510℃，保温30min后自然降至120℃，取出自然冷却至室温备用。

3.钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括TiO₂介孔层，所述的TiO₂介孔层由权利要求1或2所述的制备方法制备的TiO₂曲奇状微球制成。

4.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，还包括掺氟氧化锡透明导电玻璃作为基底，厚度为380nm，FTO基底上还有所述的TiO₂介孔层；TiO₂介孔层包括电子传输层，FTO基底上还包括有钙钛矿活性层、空穴传输层；所述的TiO₂曲奇状微球与P25二氧化钛纳米颗粒混合作为电子传输层，其厚度为500nm，MAPbI₃作为钙钛矿活性层，厚度为500nm，Spiro-OMeTAD作为空穴传输层，厚度为200nm，空穴传输层上有金电极，金的厚度为60nm。

5.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在FTO基底上，形成TiO₂介孔层薄膜；

(a)清洗基底，选取FTO先后经过清洗剂、去离子水、丙酮、异丙醇超声处理，每次20min，每种溶剂处理1次，然后经紫外臭氧处理15min；

(b)制备TiO₂致密层：钛源溶液和无水乙醇以1:10的体积比混合，搅拌5min至溶液透明；将(a)中处理好的FTO放置在旋涂仪载物台上，用滴管将150μl混合溶液覆盖满FTO表面，经旋涂仪旋涂以3500rmp/min处理20s后形成均匀且透明的薄膜；旋涂仪停止后，将湿润的薄膜立即置于100℃的加热台上烘烤15min后，置于箱式退火炉中梯度升温到500℃退火；

(c)旋涂TiO₂介孔层：制备高比表面积的TiO₂曲奇状微球的二氧化钛浆料；bl-TiO₂/FTO基底用聚酰亚胺胶带预留电极，浆料与乙醇按体积比1：5进行稀释；用移液枪移取100μl稀释好的浆料，将FTO基底布满后旋涂以3500rmp/min处理20s；将上述薄膜放置热台100℃烘烤；去除胶带，并将基底置于箱式炉中梯度升温到500℃退火；

(2)制备MAPbI₃钙钛矿薄膜

将1.1064g的PbI₂和0.3816g的MAI溶于1.5112g的DMF和0.44g的DMSO混合液中，70℃加热搅拌30min后过滤；在已制备的TiO₂介孔层上以3000rmp/min的转速旋涂制备钙钛矿薄膜，同时使用氯苯作为反溶剂；在空气中放置直至变成茶色后，将样品放在100℃的加热台上加热10min；

(3)制备空穴传输层

将72.3mg的Spiro-OMeTAD溶于1.1g的氯苯中，向其中加入28.8ul的TBP，搅拌15min；取52mg的锂盐和30mg的钴盐分别溶于76mg的乙腈中，之后分别取17.5ul的锂盐溶液和29ul的钴盐溶液加入其中，搅拌30min后过滤，在已制备好的钙钛矿薄膜样品上以4000rmp/min的转速旋涂20s以制备空穴传输层；

(4)制备对电极

随后，在空穴传输层上蒸镀金电极，得到TiO₂介孔层钙钛矿太阳能电池。