[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种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)提供一玻璃基底，在所述玻璃基底上形成多个呈矩阵排列的微米柱阵列，单个所述微米柱的直径为300-600微米，单个所述微米柱的高度为3-6毫米，相邻所述微米柱之间的间距为300-600微米；

2)接着在所述玻璃基底上蒸镀透明导电层；

3)接着在所述透明导电层上制备电子传输层，所述制备电子传输层的具体步骤为：首先以转速为3000-3500转/分钟旋涂Ti₃C₂掺杂的SnO₂胶体溶液，其中，所述Ti₃C₂掺杂的SnO₂胶体溶液中SnO₂胶体的质量浓度为1-1.8％，Ti₃C₂的质量浓度为0.1-0.2％，并进行退火处理；接着以转速为4000-4500转/分钟旋涂Ti₃C₂掺杂的SnO₂胶体溶液，其中，所述Ti₃C₂掺杂的SnO₂胶体溶液中SnO₂胶体的质量浓度为0.8-1.5％，Ti₃C₂的质量浓度为0.06-0.12％，并进行退火处理；接着以转速为5000-5500转/分钟旋涂Ti₃C₂掺杂的SnO₂胶体溶液，其中，所述Ti₃C₂掺杂的SnO₂胶体溶液中SnO₂胶体的质量浓度为0.3-0.9％，Ti₃C₂的质量浓度为0.02-0.05％，并进行退火处理，然后进行紫外臭氧处理20-40分钟，以得到电子传输层；

4)接着在所述电子传输层上制备钙钛矿功能层，制备所述钙钛矿功能层的具体步骤为：首先以转速为2000-3000转/分钟旋涂质量浓度为20-30％的钙钛矿前驱体溶液，并进行退火处理；接着以转速为3500-4500转/分钟旋涂质量浓度为10-20％的钙钛矿前驱体溶液，并进行退火处理；接着以转速为4500-5500转/分钟旋涂质量浓度为5-10％的钙钛矿前驱体溶液，并进行退火处理；接着以转速为5500-6500转/分钟旋涂质量浓度为1-5％的钙钛矿前驱体溶液，并进行退火处理，以得到钙钛矿功能层；

5)接着在所述钙钛矿功能层上制备空穴传输层，制备所述空穴传输层的具体步骤为：首先以转速为3000-4000转/分钟旋涂Spiro-OMeTAD浓度为8-16mg/ml的Spiro-OMeTAD溶液，并进行烘干处理；接着以转速为4000-5000转/分钟旋涂Spiro-OMeTAD浓度为5-10mg/ml的Spiro-OMeTAD溶液，并进行烘干处理；接着以转速为5000-6000转/分钟旋涂Spiro-OMeTAD浓度为2-6mg/ml的Spiro-OMeTAD溶液，并进行烘干处理，以得到空穴传输层；

6)接着在所述空穴传输层上形成金属电极；

其中，在所述步骤1)中，通过热模压工艺形成所述微米柱阵列，在所述步骤4)中，旋涂不同浓度的钙钛矿前驱体溶液后的各退火处理的具体工艺均为：首先在65℃的条件下热处理7分钟，接着升温至100℃，然后再热处理25分钟。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤3)中，旋涂不同浓度的Ti₃C₂掺杂的SnO₂胶体溶液后的各退火处理的具体工艺均为：首先在90-110℃的条件下热处理5-10分钟，接着以30-40℃/min升温至145-155℃，然后再热处理25-35分钟。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤4)中，钙钛矿前驱体溶液的配置方法为：将碘甲胺晶体和碘化铅粉末按照摩尔比1：1溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，在70℃下搅拌12小时制得质量浓度为45％的钙钛矿前驱体溶液，并稀释成不同浓度的钙钛矿前驱体溶液，以备用。