[发明专利]基于邻二氯苯和2-巯基吡啶双掺杂的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于邻二氯苯和2-巯基吡啶双掺杂的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其步骤如下：

(1)将ITO导电玻璃衬底分别使用去离子水、丙酮、异丙醇超声处理，然后用氮气枪吹干，再送入紫外臭氧清洗机中处理10～15min；

(2)SnO₂量子点水溶液的制备：称取2～2.5g氯化亚锡和0.5～1g硫脲，加入40～80mL去离子水，磁力搅拌10～12h，反应溶液由乳白色悬浊液变为淡黄色澄清溶液，继续搅拌10～12h后放入干燥柜中静置10～12h，得到SnO₂量子点水溶液；

(3)Spiro-OMeTAD溶液的制备：称取35～37mg Spiro-OMeTAD加入400～600μL超干氯苯溶剂，搅拌10～12h后过滤，得到Spiro-OMeTAD过滤溶液；称取500～550mg锂盐加入0.5～1.5mL超干乙腈溶剂搅拌1～3h，得到锂盐溶液；向Spiro-OMeTAD过滤溶液中加入8～9μL锂盐溶液和14～15μL 4-叔丁基吡啶，搅拌1～3h，得到Spiro-OMeTAD溶液；

(4)邻二氯苯单掺杂钙钛矿前驱液的制备：称取461mg碘化铅粉末和159mg甲胺碘粉末，并向其中加入650～700μL N,N-二甲基甲酰胺和150～200μL二甲基亚砜室温下搅拌10～20h后过滤得到纯的钙钛矿前驱液；然后向其中加入超干邻二氯苯溶剂，所得溶液中超干邻二氯苯的体积分数2～8％，室温下继续搅拌20～30分钟，得到邻二氯苯掺杂的钙钛矿前驱液；

(5)邻二氯苯和2-巯基吡啶双掺杂钙钛矿前驱液的制备：在空气中称取1～4mg 2-巯基吡啶固体，加入1mL超干邻二氯苯溶剂，室温下搅拌10～20h，得到2-巯基吡啶的二氯苯溶液；向步骤(4)得到的邻二氯苯掺杂的钙钛矿前驱液中加入2-巯基吡啶的二氯苯溶液，所得溶液中2-巯基吡啶的二氯苯溶液的体积分数为5～8％，室温下继续搅拌20～30分钟，得到邻二氯苯和2-巯基吡啶双掺杂的钙钛矿前驱液；

(6)将步骤(2)制备的SnO₂量子点水溶液用水系滤头过滤后先低速后高速旋涂于步骤(1)得到的洁净的ITO导电玻璃衬底上；随后将得到的器件在160～200℃下退火40～80min，最后在氮气氛围下冷却至室温，从而在ITO导电玻璃衬底上得到SnO₂电子传输层；

(7)用紫外臭氧清洗机处理步骤(6)中旋涂完SnO₂电子传输层的器件，随后在SnO₂电子传输层上先低速后高速旋涂步骤(5)得到的双掺杂钙钛矿溶液；在高速旋涂开始的6～10s后快速向双掺杂钙钛矿溶液的表面滴加80～120μL的氯苯反溶剂，随后将得到的器件于100～120℃下退火5～15分钟，在SnO₂电子传输层上得到邻二氯苯和2-巯基吡啶双掺杂钙钛矿层；

(8)在步骤(7)双掺杂钙钛矿层表面旋涂步骤(3)得到的Spiro-OMeTAD溶液，转速为3000～5000r/min，时间为20～40s，得到的Spiro-OMeTAD空穴传输层，随后在氧气下氧化4～6小时；

(9)在4～8×10^-4Pa真空条件下，在Spiro-OMeTAD空穴传输层表面真空沉积银电极，再在氧气中氧化4～6小时，从而制备得到基于邻二氯苯和2-巯基吡啶双掺杂的钙钛矿太阳能电池。

2.如权利要求1所述的一种基于邻二氯苯和2-巯基吡啶双掺杂的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(6)中低速转速为400～700r/min，旋涂时间为3～5s；高速转速为3000～4000r/min，旋涂时间为30～40s。

3.如权利要求1所述的一种基于邻二氯苯和2-巯基吡啶双掺杂的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(7)中低速转速为800～1000r/min，旋涂时间为10～15s；高速转速为5000～6000r/min，旋涂时间为30～40s。

4.如权利要求1所述的一种基于邻二氯苯和2-巯基吡啶双掺杂的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(8)中的旋涂转速为3000～5000r/min，时间为20～40s。