[发明专利]一种锡铅混合钙钛矿太阳能电池

权利要求书

1.一种锡铅混合钙钛矿太阳能电池，其特征在于：由阳极、空穴传输层、钙钛矿活性层、电子传输层、阴极界面修饰层、阴极构成，所述阳极为沉积有一层均匀的铟锡氧化物ITO的玻璃基底，所述空穴传输层为聚(3, 4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸PEDOT:PSS薄膜，所述电子传输层为[6, 6]-苯基C₆₁-丁酸甲酯PC₆₁BM薄膜，所述阴极界面修饰层为2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉BCP薄膜，阴极为银膜，所述钙钛矿活性层为锡铅混合钙钛矿薄膜，其具有产生电子空穴对以及传输电子和空穴的功能，所述锡铅混合钙钛矿薄膜由碘化铅PbI₂、碘化亚锡SnI₂与乙酸亚锡SnAc₂溶解于N，N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO混合溶剂中形成含有SnAc₂的PbI₂和SnI₂的混合前驱液，再将含有SnAc₂的PbI₂和SnI₂的混合前驱液旋涂形成Pb_0.7Sn_0.3I₂薄膜，接着将含有FAI、MABr、MACl的有机溶液滴加在Pb_0.7Sn_0.3I₂薄膜表面，再次旋涂并结合退火工艺处理制成，乙酸亚锡SnAc₂化学式为：C₄H₆O₄Sn，所述的锡铅混合钙钛矿薄膜的化学结构式为：FA_0.75MA_0.25Pb_0.7Sn_0.3I_0.95Br_0.05。

2.根据权利要求1所述的一种锡铅混合钙钛矿太阳能电池，其特征在于：含有SnAc₂的PbI₂和SnI₂的混合前驱液中，SnI₂与PbI₂的摩尔比为3：7，N，N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO混合溶剂中，N，N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO的体积比为9：1，SnAc₂的摩尔浓度为 2~4 mg/mL，SnI₂的摩尔浓度为0.39 mol/L，含有FAI、MABr、MACl的有机溶液是将FAI、MABr、MACl以质量比10:1:1的比例溶于异丙醇IPA溶剂形成的，FAI浓度为60 mg/mL。

3.根据权利要求2所述的一种锡铅混合钙钛矿太阳能电池，其特征在于：退火工艺为置于50℃的热台加热60 ~ 180 s，接着转移至120℃的热台退火7 ~ 15 min。

4.根据权利要求3所述的一种锡铅混合钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述锡铅混合钙钛矿薄膜的详细制备方法为，在氮气环境下，环境温度保持在15℃ ~ 25℃，利用溶液旋涂法在空穴传输层上静态旋涂含有SnAc₂的PbI₂和SnI₂的混合前驱液，旋涂速率为1800 ~2500rpm，旋涂时间为30 ~ 40 s，旋涂完成后在氮气环境下静置10 ~ 20 min，形成Pb_0.7Sn_0.3I₂前驱体薄膜；接着利用溶液旋涂法静态旋涂含有FAI、MABr、MACl的有机溶液，旋涂速率为1500 ~ 2000 rpm，旋涂时间为30 ~ 40 s，旋涂完成后转移至50℃热台预退火60~ 180 s，接着转移至120℃热台退火7 ~ 15 min。

5.根据权利要求4所述的一种锡铅混合钙钛矿太阳能电池，其特征在于：含有SnAc₂的PbI₂和SnI₂的混合前驱液其用量根据旋涂面积大小而定，以能均匀覆盖空穴传输层为准，以保证旋涂后薄膜的均匀性和平整性。