[发明专利]一种基于绿色反溶剂法的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于绿色反溶剂法制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：

清洗FTO、将掺杂氟的氧化锡导电玻璃FTO垂直放置在聚四氟乙烯清洗架上，依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗FTO 30min；

生成TiO₂层、将FTO导电玻璃浸入TiCl₄水溶液10min；将浸在TiCl₄溶液中的FTO导电玻璃取出接着放入培养皿中用保鲜膜密封，置于70℃烘箱中放置1h；待上述反应后用大量去离子水冲洗至溶液澄清，此时FTO表面形成氧化钛薄膜，然后用氮气枪吹干含TiO₂的FTO导电玻璃，在150℃热台上退火15分钟，得到TiO₂电子传输层；

生成CH₃NH₃PbI₃钙钛矿薄膜层、滴加钙钛矿CH₃NH₃PbI₃前驱体溶液置于TiO₂表面，在旋涂的过程中分别滴加氯苯或者绿色反溶剂乙酸丙酯和丙二醇甲醚进行萃取，然后在150℃热台上退火15分钟，得到黑色钙钛矿薄膜；

生成Spiro-OMeTAD空穴传输层、将Spiro-OMeTAD溶于氯苯中，分别加入Li-TFSI乙腈溶液、KF209乙腈溶液和TBP溶液，在钙钛矿薄膜上面旋涂得到Spiro-OMeTAD空穴传输层；

制备银电极、用真空蒸发法在真空度接近5x10^-4Pa的条件下制备100nm银电极；

所述FTO导电玻璃浸入TiCl₄水溶液的具体步骤为：将FTO导电玻璃放入培养皿中，在等离子体清洗机中处理15min，并立即放入0.2mol/mL的TiCl₄水溶液中，通过向冷冻去离子水中逐滴加入液体TiCl₄制备TiCl₄水溶液。

2.根据权利要求1所述的基于绿色反溶剂法制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述生成CH₃NH₃PbI₃钙钛矿薄膜层的具体步骤为：首先使MAI和PbI₂的质量比相等，溶解在体积比为4:6的二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO的混合溶剂中得到CH₃NH₃PbI₃溶液，其质量浓度为1.2mol/mL；接着滴加100μl钙钛矿前驱体溶液置于TiO₂薄膜表面，先1000rpm旋涂10s，再4000rpm旋涂40s，在旋涂的过程中分别滴加150μL氯苯或者绿色反溶剂乙酸丙酯和丙二醇甲醚；最后，旋涂完成后把钙钛矿薄膜放在热台上进行110℃热退火15min，得到黑色钙钛矿薄膜。

3.根据权利要求1所述的基于绿色反溶剂法制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述生成Spiro-OMeTAD空穴传输层的具体步骤为：将90mg的Spiro-OMeTAD溶于1mL氯苯中，分别加入45μL浓度为170mg/mL的Li-TFSI乙腈溶液、75μL浓度为300mg/mL的KF209乙腈溶液和10μL浓度的TBP溶液，在钙钛矿薄膜表面以4000转/分的转速旋转镀膜20s，得到Spiro-OMeTAD层。

4.根据权利要求1所述的基于绿色反溶剂法制备钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述制备银电极的具体步骤为：把钙钛矿薄膜放入蒸镀腔里，抽真空至5x10^-4Pa，蒸发速度控制在以内，用真空蒸发法制备100nm银电极。

5.一种基于绿色反溶剂法的钙钛矿电池，其特征在于：所述一种基于绿色反溶剂法的钙钛矿电池采用如权利要求1-4中任一所述的一种基于绿色反溶剂法制备钙钛矿太阳能电池的方法制备。