[发明专利]一种引入硫化物添加剂制备高效钙钛矿太阳能电池的方法

权利要求书

1.一种引入硫化物添加剂制备高效钙钛矿太阳能电池的方法,其特征在于所述高效钙钛矿太阳能电池的结构是：导电衬底、旋涂制备的半导体氧化物电子传输层、介孔层、引入硫化物添加剂辅助生长制备的有机无机杂化钙钛矿层、空穴传输层以及金属对电极；具体制备步骤如下：

(1)将导电基底通过传统基片清洗工艺洗涤，即去离子水、丙酮、异丙醇、乙醇各超声30min，氮气吹干备用；

(2)在导电基底上沉积制备半导体氧化物薄膜为致密层，沉积方法为原子层沉积法、磁控溅射技术、物理气相沉积、热蒸发法化学气相沉积、溶胶凝胶法、旋涂法、水热法、涂布法，收集并传输光生电子；

(3)将TiO₂、ZnO、Al₂O₃、ZrO₂颗粒制成的纳米介孔浆料分散旋涂于处理好的基底上，高温退火处理，得到介孔层；

(4)使用一步旋涂法制备三元混合阳离子钙钛矿层，将适当浓度有机硫化物添加剂加入甲脒碘、碘化铅、溴化铅、甲基溴化胺、碘化铯的N-N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜的混合溶液，其中N-N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜的体积比8比2；90-110℃退火40-50min得到所需的钙钛矿薄膜；

(5)配制spiro-MeOTAD的氯苯溶液，添加Li-TFSI与TBP提高空穴传输能力，旋涂制备得到空穴传输层；

(6)热蒸镀金或者银电极；

引入硫化物添加剂调控钙钛矿吸光层晶体生长过程，通过提升钙钛矿晶体质量改善钙钛矿光伏器件性能；所述引入硫化物添加剂为硫代乙酰胺、二甲基硫醚、2-吡啶基硫脲、二甲基硫代乙酰胺，浓度为相对于铅原子摩尔量0.3-2％之间；

步骤(4)所述的甲脒碘、碘化铅、溴化铅、甲基溴化胺、碘化铯的摩尔比别为1：1.1:0.22:0.2：0.075；

所述有机无机杂化钙钛矿为三元阳离子钙钛矿(Cs_0.06FA_0.79MA_0.15Pb(I_0.85Br_0.15)₃)。

2.根据权利要求1所述的引入硫化物添加剂制备高效钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述的导电衬底为FTO玻璃、ITO玻璃、柔性PET基底、石墨烯导电基底。

3.根据权利要求1所述的引入硫化物添加剂制备高效钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述的半导体氧化物传输层为ZnO、TiO₂、NiO或者SnO₂薄膜或者该半导体的阵列结构，厚度在10-200nm，沉积方法为旋涂、磁控溅射或者原子层沉积技术。

4.根据权利要求1所述的引入硫化物添加剂制备高效钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述的介孔半导体材料为TiO₂、ZnO、Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂颗粒制成的稀释浆料，稀释比例在1-10之间，退火温度在200-800℃之间，旋涂法的转速在1000-5000rpm之间；喷涂法的喷涂温度在100-300℃之间。