[发明专利]一种SnO2-rGO复合电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备方法

说明书

本发明实施例提供一种SnO₂‑rGO复合电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备方法。所述方法包括：采用旋涂方法在氧化锌掺杂铝(AZO)导电玻璃上沉积N型层；所述的AZO导电玻璃层的方块电阻是10～15Ω，透过率在85％‑90％，所述的N型层为SnO₂‑rGO，层厚为30～50nm；采用旋涂的方法制备一层有机无机杂化钙钛矿结构的CH₃NH₃PbI₃层作为吸光层；在所述的吸光层上旋涂P型Sprio‑OMeTAD；采用OLED蒸镀金属电极层。上述技术方案具有如下有益效果：低温制备SnO₂‑rGO复合电子传输层钙钛矿太阳能电池，提高电池稳定性和效率，简化制备工艺，降低原料成本。

技术领域

本发明涉及SnO₂-rGO复合电子传输层钙钛矿太阳能电池领域，特别涉及到一种SnO₂-rGO复合电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备方法。

背景技术

二氧化锡(SnO₂)是一种N型半导体，对可见光具有良好的通透性，在水溶液中具有优良的化学稳定性以及迁移率高等优点，引起广大研究者的青睐。二氧化锡(SnO₂)薄膜制备方法主要有磁控溅射法、溶胶-凝胶法，共沉淀法，电化学沉积法等。

有机无机杂化钙钛矿材料具有可调的光学禁带宽度、较高的载流子迁移率、较长的扩散长度、良好的吸收特性以及双极性传输特性备受研究者的关注，这种材料有效地提高了太阳能电池的效率。目前，钙钛矿薄膜的制备方法有很多，其中，比较常见的方法包括：一步溶液法、两步溶液法、蒸镀法以及溶液-气相沉积法等。

George Kakavelakis等人采用rGO掺杂PCBM电子传输层，提高电子的传输率，钝化了电子传输层与钙钛矿之间的界面，将钙钛矿太阳能电池的效率提高到14.5％。MohammadMahdi Tavakoli等人制备ZnO/rGO量子点钙钛矿太阳能电池，rGO不仅保护ZnO不被酸性溶液腐蚀，而且加快了电子的传输。另外，Tomokazu Umeyama等人将rGO嵌入到二氧化钛电子传输层中，但是，这个实验工艺条件尚需要优化，因此效率不高。Jun-Seok Yeo等人使用rGO掺杂钙钛矿溶液，辅助钙钛矿结晶，进一步提高电池的性能，且在柔性衬底上将效率提升到10％。目前，还没有研究者将二氧化锡电子传输层和rGO结合起来做在AZO衬底上，本实验工作有效地将两者结合，且工艺制备简单，性能优异。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有技术中钙钛矿太阳能电池的制备工艺条件尚不够优化，效率不高，并且性能不够优异。

发明内容

本发明实施例一种SnO₂-rGO复合电子传输层钙钛矿太阳能电池及其制备方法，优点为工艺制备简单，性能优异。

一种SnO₂-rGO复合电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤a、采用旋涂方法在AZO导电玻璃上沉积N型层；所述的AZO导电玻璃层的方块电阻是10～15Ω，透过率在85％～90％，所述的N型层为SnO₂-rGO，为N型SnO₂-rGO电子传输层，层厚为30～50nm；

步骤b、采用旋涂方法在N型层上沉积一层有机无机杂化钙钛矿结构的CH₃NH₃PbI₃作为吸光层，为钙钛矿CH₃NH₃PbI₃吸光层；

步骤c、在吸光层上使用旋涂的方法沉积一层P型材料Spiro-MeOTAD，为P型Sporo-MeOTAD空穴传输层。