[发明专利]一种基于马来酰亚胺基十一酸修饰的高稳定钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于马来酰亚胺基十一酸修饰的高稳定钙钛矿太阳能电池，其特征为器件结构为从下到上依次为金属对电极、空穴传输层、活性层、电子传输层和衬底；

所述的金属对电极厚度为50-80nm；

所述的空穴传输层的材质为Spiro-OMeTAD，厚度为100-400nm；

所述的活性层为含有马来酰亚胺基十一酸的钙钛矿活性层，厚度为300-700nm；

所述的电子传输层的材质为SnO₂，厚度为10-60nm；

其中，钙钛矿活性层中含有马来酰亚胺基十一酸的摩尔百分比为0.1-10％。

2.如权利要求1所述的基于马来酰亚胺基十一酸修饰的高稳定钙钛矿太阳能电池，其特征为所述的衬底的材质为FTO或ITO导电玻璃，厚度为100-800nm。

3.如权利要求1所述的基于马来酰亚胺基十一酸修饰的高稳定钙钛矿太阳能电池，其特征为所述的金属对电极材质优选为金电极。

4.如权利要求1所述的基于马来酰亚胺基十一酸修饰的高稳定钙钛矿太阳能电池，其特征为基底的平均透光率为80-90％。

5.如权利要求1所述的基于马来酰亚胺基十一酸修饰的高稳定钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征为包括如下步骤：

(1)清洗衬底：

将衬底依次用丙酮、异丙醇、去离子水和乙醇分别超声清洗10-20分钟，然后用氮气吹干，再在紫外-臭氧机里面处理10-30分钟；

(2)制备电子传输层：

在处理后的衬底上旋涂SnO₂水溶液，SnO₂水溶液质量百分浓度为2-6％；旋涂速度为3000-6000rpm；旋涂时间在10s-40s，然后在100-200℃退火30-60分钟，得到电子传输层；

(3)制备活性层，为以下两种方法之一：

方法一，通过一步旋涂法制备活性层：在上一步得到的结构表面上，旋涂活性层溶液，旋涂速度为4000-6000rpm，旋涂20-60s，在旋涂过程中10-20s同时滴加反溶剂，旋涂后再在100-150℃下退火0.5-2小时；

或者，方法二，通过真空闪蒸法制备活性层：在上一步得到的结构表面上，旋涂活性层溶液，旋涂速度为4000-6000rpm，旋涂5～10s，然后将样品置于蒸发罩内，抽真空到5-15Pa后，再在100-180℃退火10～20分钟，得到钙钛矿活性层；

所述的活性层溶液为钙钛矿前驱体溶液和马来酰亚胺基十一酸添加剂溶液混合而成，二者体积比为0.5-2:0.5-2；

所述的钙钛矿前驱体溶液，溶剂为混合溶剂，混合溶剂有两种，第一种为DMF和DMSO，体积比为DMF:DMSO＝4:1；每0.9-1.5mL混合溶剂中加入0.415-0.507g PbI₂，0.155-0.206gCH(NH₂)₂I，0.0112-0.056g CH₃NH₃Br，0.0551-0.147g PbBr₂和0.010-0.026g CsI；或者，第二种，为DMF和NMP组成的混合溶剂，体积比为DMF:NMP＝9:1,每0.9-1.5mL混合溶剂中加入0.410～0.520g PbI₂，0.100～0.220g CH(NH₂)₂I，0.010～0.030g CH₃NH₃Br，0.005～0.015gCH₃NH₃Cl和0.005～0.015g CsI；

所述的马来酰亚胺基十一酸添加剂溶液，溶剂为DMF，每1-2mL的DMF加入5mg～30mg马来酰亚胺基十一酸；所述的滴加的反溶剂体积为活性层溶液体积的10-40％；

(4)制备空穴传输层：

在步骤(3)得到的结构表面上，旋涂空穴传输层溶液，旋涂速度为1500-4000rpm，旋涂为10-40秒；

所述的空穴传输层溶液的溶剂为氯苯，每1-2mL氯苯中含有70-110mg的Spiro-OMeTAD粉体材料、20-120μL双三氟甲烷磺酰亚胺锂、20-60μL的4-叔丁基吡啶；

(5)制备金属对电极：

将步骤(4)得到的器件放到高电阻真空镀膜仪中，腔室真空度达到5*10^-4-10^-5Pa后，将电极加热电流调为40-80A，以0.01-0.5nm/s的蒸发速度沉积60-80nm厚的Au电极，得到钙钛矿太阳能电池。

6.如权利要求5所述的基于马来酰亚胺基十一酸修饰的高稳定钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征为所述的反溶剂为氯苯、苯甲醚或乙酸乙酯。