[发明专利]一种复合电子传输层钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种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，包括以下步骤：

步骤1，清洗导电玻璃衬底：将导电玻璃衬底超声清洗；

步骤2，超声清洗后的导电玻璃衬底UV-zone处理；

步骤3，制备复合电子传输层：

1)按照质量比1：1将SnO₂、C₃N₄和去离子水混合分散搅拌均匀，获得SnO₂和C₃N₄混合前驱体溶液；

2)将SnO₂和C₃N₄混合前驱体旋涂在处理好的FTO导电玻璃衬底上，退火，得到致密的SnO₂和C₃N₄混合层；

3)采用原子层沉积ALD系统将TiO₂薄层沉积在SnO₂和C₃N₄混合层上：

步骤4，制备钙钛矿光吸收层：

1)按照摩尔比1：1将碘化铯或有机卤盐与卤化铅溶解于有机溶剂中，搅拌，获得0.8-1.3mol/L的钙钛矿前驱体溶液；

2)将钙钛矿前驱体溶液旋涂到制备好的含有电子传输层的衬底上，以不同的速度旋转，然后进行退火结晶，获得厚度为400-600nm的钙钛矿薄膜；

步骤5，制备空穴传输层：在钙钛矿光吸收层表面旋涂空穴传输层材料：Spiro-MeOTAD混合物溶液、PTAA、P3HT、CuI、NiO_x或MoO_x中的一种或多种，通过控制转速和浓度，将厚度控制在100-400nm；

步骤6，制备电极：采用热蒸镀的方式沉积厚度为80-120nm金属电极；或者使用丝网印刷技术将导电碳浆料沉积在钙钛矿薄膜上，得到钙钛矿太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的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，所述步骤3-1)中，SnO₂和C₃N₄分散溶液为质量比浓度为3-6％水和乙醇的混合液。

3.根据权利要求1所述的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，所述步骤3-2)中，以2000-3000rpm的转速旋转30-60s，100-150℃退火30-40min；所述致密的SnO₂和C₃N₄混合层厚度为30-50nm。

4.根据权利要求1所述的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，所述步骤3-3)中，在高纯氮气氛中，通入钛源吸附在SnO₂和C₃N₄混合层表面，再通入氧源和钛源发生氧化还原反应，获得单层TiO₂，多次循环，获得在SnO₂和C₃N₄混合层上的ALD-TiO₂层，即得SnO₂+C₃N₄/ALD-TiO₂复合电子传输层。

5.根据权利要求4所述的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，在温度为150-200℃，N₂的流速为10-15sccm，气压为0.3-0.4Torr条件下进行ALD系统循环：钛源脉冲0.1-0.3s—氮气清洗20-40s—氧源脉冲0.1-0.3s—氮气清洗20-40s，ALD系统一个循环生长厚度为ALD-TiO₂层厚度控制在2-10nm。