[发明专利]一种温度诱导空穴掺杂剂在低浓度下深度掺杂的方法

权利要求书

1.一种温度诱导空穴掺杂剂在低浓度下深度掺杂的方法，制备从下到上依次为FTO导电玻璃、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、Au的n-i-p型钙钛矿太阳能电池结构；其特征在于，所述空穴传输层制备过程为：选用TBAPF₆作为空穴掺杂剂，将空穴传输层材料和TBAPF₆共同溶于二氯甲烷得到空穴传输层材料溶液，空穴传输层材料溶液中TBAPF₆的质量浓度为1-4 wt%，并用对应的旋涂参数在钙钛矿薄膜上制备空穴传输层；所得n-i-p型钙钛矿太阳能电池通过低温加热处理，然后自然冷却到室温。

2.根据权利要求1所述的一种温度诱导空穴掺杂剂在低浓度下深度掺杂的方法，其特征在于，低温加热处理温度为50 ℃。

3.根据权利要求2所述的一种温度诱导空穴掺杂剂在低浓度下深度掺杂的方法，其特征在于，低温加热处理时间为60 s。

4.根据权利要求1所述的一种温度诱导空穴掺杂剂在低浓度下深度掺杂的方法，其特征在于，选用的空穴传输层材料为Spiro-OMeTAD。

5.根据权利要求4所述的一种温度诱导空穴掺杂剂在低浓度下深度掺杂的方法，其特征在于，每毫升Spiro-OMeTAD空穴传输层溶液中Spiro-OMeTAD的含量为72.3 mg。

6.根据权利要求1所述的一种温度诱导空穴掺杂剂在低浓度下深度掺杂的方法，其特征在于，空穴传输层材料溶液中TBAPF₆的质量浓度为4 wt%。

7.根据权利要求1所述的一种温度诱导空穴掺杂剂在低浓度下深度掺杂的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1：将FTO导电玻璃依次采用洗涤剂、去离子水、丙酮和无水乙醇清洗表面，氮气吹干待用；

步骤2：将二（乙酰丙酮基）钛酸二异丙酯加入正丁醇中，搅拌，使其混合均匀，得到混合液A；

步骤3：在步骤1清洗后的FTO导电玻璃表面旋涂混合液A，在150 ℃下烘烤30 min，得到致密TiO₂层；

步骤4：将TiO₂浆料加入无水乙醇中，搅拌，使其混合均匀，得到混合液B；

步骤5：在步骤3得到的带致密TiO₂层的FTO导电玻璃表面旋涂混合液B，在125 ℃下烘烤10 min，并在500 ℃下退火60 min，得到介孔TiO₂层；

步骤6：配制1.1 M的FA_xMA_1-xPbI₃溶液，FA⁺是CH(NH₂)₂⁺, MA⁺是CH₃NH₃⁺，使用DMSO和DMF混合溶剂，DMF与DMSO的体积比为3：1，充分搅拌得到钙钛矿前驱液；将上述钙钛矿前驱液铺展于步骤5得到的FTO/TiO₂基底表面，然后使用分段旋涂，分段旋涂工艺参数如下，第一段：以1300转/min的转速旋涂10 s；第二段：以5000转/min的转速旋涂30 s，在第二段旋涂时间剩余15 s时滴加200 μL氯苯反溶剂，旋涂结束后，先在50 ℃下加热15 s，再在100℃下加热退火60 min即可得到钙钛矿薄膜；

步骤7：配制空穴传输层材料溶液：选用TBAPF₆作为空穴掺杂剂，将空穴传输层材料和TBAPF₆共同溶于二氯甲烷得到空穴传输层材料溶液，空穴传输层材料溶液中TBAPF₆的质量浓度为1-4 wt%；并用对应的旋涂参数在钙钛矿薄膜上制备空穴传输层；选用的空穴传输层材料为Spiro-OMeTAD；每毫升Spiro-OMeTAD空穴传输层溶液中Spiro-OMeTAD的含量为72.3mg；

步骤8：在步骤7得到的空穴传输层表面蒸镀60 nm的Au作为对电极；

步骤9：将所得钙钛矿太阳能电池器件在50 ℃下低温加热处理60 s，然后自然冷却到室温。