[发明专利]一种平面钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种平面钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠的减反射层、透明导电衬底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层和金属电极。

2.根据权利要求1所述的平面钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述减反射层是使用磁控溅射方法镀在透明导电衬底背面的一层Al₂O₃、然后通过水浴方法制备而成的太阳光多孔减反射层。

3.根据权利要求1所述的平面钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明导电衬底为FTO透明导电玻璃衬底；所述空穴传输层为锂掺杂的氧化镍空穴传输层；所述的金属电极为银电极。

4.根据权利要求1所述的平面钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿吸光层为CH₃NH₃PbI₃吸光层。

5.根据权利要求1所述的平面钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层为PCBM和BCP复合薄膜。

6.根据权利要求1-5任一项所述的平面钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）先将透明导电衬底采用半导体工艺清洗，用氮气吹干；

（2）在透明导电衬底的不导电面溅射一层Al₂O₃、然后通过水浴方法制备而成多孔减反射层；

（3）在透明导电衬底的导电面喷涂制备锂掺杂的氧化镍前驱液，退火处理得到空穴传输层； （4）将CH₃NH₃PbI₃钙钛矿吸光层覆盖在空穴传输层上；

（5）采用旋涂法将电子传输层溶液旋涂于吸光层上形成复合电子传输层；

（6）再在电子传输层上蒸发制备金属Ag电极。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的具体方法为：

将清洗干净的导电衬底置于磁控溅射仪，靶材为Al靶，Ar:O2=10:4，溅射功率100 W，溅射30 min；

往烧杯加入去离子水，将溅射好的样品置于烧杯中，加热到95℃，水浴10分钟后用氮气吹干。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）的具体方法为：

（1）首先制备氧化物的前驱体溶液：在307.2mg乙酰丙酮镍中依次加入19mL的乙腈和1mL的无水乙醇，经摇匀后超声10分钟得到溶液浓度为0.06M的乙酰丙酮镍的乙腈和乙醇溶液；将23mg的Li-TFSI溶解在的2mL的乙腈中，搅拌得到锂盐溶液；取26微升的锂盐溶液加入到上面乙酰丙酮镍的乙腈和乙醇溶液中，摇匀并超声3分钟得到氧化镍的前驱体溶液；

（2）使用喷雾热解镀膜机将所配制的氧化物的前驱体溶液按四个周期均匀喷涂在温度为450摄氏度的透明导电衬底上，喷涂完后在450摄氏度退火60分钟，从而得到一层致密的氧化镍空穴传输层。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）的具体方法为：

（1）将摩尔比为1:1的CH₃NH₃I和PbI₂一同溶解在二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的混合溶液中，60摄氏度下搅拌数小时，得到钙钛矿前驱体溶液；其中DMF和DMSO的体积比为4:1；

（2）用匀胶机将上述配制好的钙钛矿前驱体溶液液均匀地旋涂在氧化物空穴传输层上；

旋涂过程中滴加氯苯，退火，得到钙钛矿吸光层。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的电子传输层的制备方法包括如下步骤：

（1）将20mg/ml的PCBM溶解到氯苯中，搅拌备用；将0.5mg/ml的BCP溶解到乙醇溶液中搅拌备用；

（2）在钙钛矿光吸收层上均匀旋涂一层PCBM层，再在PCBM层上旋涂一层BCP层。