[发明专利]一种基于非卤铅源的钙钛矿太阳能电池及其制备方法有效
| 申请号： | 202110088603.1 | 申请日： | 2021-01-22 |
| 公开（公告）号： | CN112909175B | 公开（公告）日： | 2023-06-20 |
| 发明（设计）人： | 台启东;王珍 | 申请（专利权）人： | 武汉大学 |
| 主分类号： | H10K30/10 | 分类号： | H10K30/10;H10K30/80;H10K30/50;H10K71/12 |
| 代理公司： | 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 石超群 |
| 地址： | 430072 湖*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 基于 非卤铅源 钙钛矿 太阳能电池 及其 制备 方法 | ||
1.一种基于非卤铅源的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：包括透明导电衬底和依次叠于其表面的金属氧化物电子传输层、钙钛矿吸光层、Spiro-OMeTAD空穴传输层和金属电极层；所述钙钛矿吸光层由非卤铅源、CH3NH3I和绿色反溶剂的混合溶液在空气中用一步法旋涂制备；所述非卤铅源为Pb(SCN)2/Pb(Ac)2按照摩尔比1：3-3:1复配的混合物；所述绿色反溶剂为异丙醚、茴香醚、乙酸乙酯中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的基于非卤铅源的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述透明导电衬底为FTO导电玻璃；所述钙钛矿吸光层为CH3NH3PbI3薄膜；所述的金属氧化物为SnO2；所述的金属电极为金电极。
3.一种如权利要求1或2中任一项所述的基于非卤铅源的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）将金属氧化物前驱体溶液均匀涂覆到预处理后的导电衬底表面，然后退火，即得到金属氧化物电子传输层；
（2）配置钙钛矿前驱液，将钙钛矿前驱液均匀涂覆在金属氧化物电子传输层的表面，并加入绿色反溶剂反应、退火得到钙钛矿吸光层；
（3）将配置好的Spiro-OMeTAD前驱体溶液均匀涂覆在钙钛矿吸光层的表面，得到Spiro-OMeTAD空穴传输层；
（4）用热蒸发法在Spiro-OMeTAD空穴传输层表面蒸镀金属电极层。
4. 根据权利要求3所述的基于非卤铅源的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，导电衬底为FTO导电玻璃，预处理步骤为：将导电衬底表面污垢清洗后，将其依次放置在去离子水、丙酮、异丙醇和乙醇中各超声清洗10~15 min，干燥后再对其进行紫外臭氧处理。
5.根据权利要求3所述的基于非卤铅源的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，金属氧化物为SnO2，金属氧化物前驱体溶液的浓度范围为2%~2.5%；金属氧化物电子传输层的制备方法如下：取金属氧化物前驱体溶液均匀涂覆在经过预处理的导电衬底表面，随后在60-150℃下退火，即得到金属氧化物电子传输层。
6.根据权利要求3所述的基于非卤铅源的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，钙钛矿前驱液的配置方法为：将非卤铅源与CH3NH3I按摩尔比1:3-3.2混合加入到DMF和DMSO按照体积比为4-9:1配置的混合溶剂中，50-70℃下搅拌至充分混合均匀，得到钙钛矿前驱液；钙钛矿吸光层的制备方法如下：取钙钛矿前驱液，均匀旋涂在SnO2电子传输层表面，在旋涂结束倒数第5-10s时滴加绿色反溶剂并旋涂反应，随后将钙钛矿中间相薄膜进行退火，具体退火条件为60-80℃预退火，90-120℃退火，即得到所述钙钛矿吸光层。
7.根据权利要求6所述的基于非卤铅源的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述非卤铅源为Pb(SCN)2/Pb(Ac)2按照摩尔比1：3-3:1复配的混合物；所述绿色反溶剂为异丙醚、茴香醚、乙酸乙酯中的任意一种。
8.根据权利要求3所述的基于非卤铅源的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述步骤（4）中，在真空条件下通过热蒸发法在空穴传输层上均匀沉积一层金电极，其厚度为60~80nm。
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