[发明专利]一种在空气环境中制备铯掺杂混合钙钛矿太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种在空气环境中制备铯掺杂混合钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)透明导电玻璃通过紫外和臭氧清洁之后，使用匀胶机在其表面涂覆一层钛酸四异丙酯溶液，在400～600℃保温10～60分钟，制备TiO₂致密层；

2)将覆盖TiO₂致密层的导电玻璃浸泡在一定浓度的TiCl₄水溶液中，50～80℃保温30～60min，取出后用去离子水和乙醇冲洗，并在400～600℃保温10～60分钟；

3)在步骤2)所得样品上旋涂一层TiO₂纳米晶浆料，在400～600℃保温10～60分钟，得到TiO₂介孔层；

4)在温度18～23℃、相对湿度≤30％的空气环境中制备铯掺杂混合钙钛矿溶液；在步骤3)所得样品上旋涂铯掺杂混合钙钛矿溶液，滴加液滴之后的第3～8秒开始旋转，转速800～1500rpm，持续8～12秒，之后转速提高至4000～7000rpm，持续15～25秒，并且在滴加铯掺杂混合钙钛矿溶液的第25～30秒滴加反溶剂；旋涂结束后，将样品放置于90～120℃热板上加热0.5～2小时；

5)步骤4)所得样品冷却至室温后，得到铯掺杂混合钙钛矿吸光层，在其表面旋涂一层空穴传输层；

6)使用热蒸镀的方法在步骤5)得到的空穴传输层上蒸镀一层金、银或者铝电极，最后制得铯掺杂混合钙钛矿太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的在空气环境中制备铯掺杂混合钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：步骤1)中使用的钛酸四异丙酯溶液由A液和B液配置而成，A液包括乙酰丙酮、钛酸四异丙酯、乙醇和水；B液包括乙醇、盐酸和水；配置时将B液倒入A液中，搅拌一段时间后静置24～72小时。

3.根据权利要求1所述的在空气环境中制备铯掺杂混合钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：步骤3)中使用的TiO₂纳米晶浆料包括乙醇、纳米TiO₂、乙基纤维素和松节油透醇。

4.根据权利要求1所述的在空气环境中制备铯掺杂混合钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于：步骤4)中铯掺杂混合钙钛矿溶液的制备方法如下：

4.1)所述铯掺杂混合钙钛矿溶液为铯掺杂混合钙钛矿吸光层的前驱体溶液，其化学式为ABX₃，其中A为Cs⁺、CH₃NH₃⁺(MA)、NH₂-CH＝NH₂⁺(FA)或C₄H₉NH₃⁺中的至少一种，B为Pb²⁺、Sn²⁺、Ge²⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺或Ni²⁺中的至少一种，X为Cl^-、Br^-或I^-中的至少一种；使用前溶液分A液和B液：A液组分为0.8～1.2M FAI、0.9～1.3M PbI₂、0.1～0.3M MABr和0.1～0.3MPbBr₂，其溶剂为DMF和DMSO，DMF与DMSO的体积比为1:5～6:1；B液包括1.0～2.0M CsI，其溶剂为DMSO；

4.2)配置A液时，直接将一定量的FAI、PbI₂、MABr和PbBr₂固体粉末混合，并加入DMF和DMSO的混合溶剂；

4.3)A液和B液按照一定比例均匀混合成若干份溶液，混合后的溶液在50～80℃加热并搅拌40～80分钟；根据所述若干份溶液中Cs⁺浓度的不同，计算并写出溶液的组成式为Cs_X(FA_0.83MA_0.17)_(1-X)Pb(I_0.83Br_0.17)₃，其中X的取值为：0.02<X<0.15，即铯离子占全部A位阳离子总摩尔数的2％～15％。