[发明专利]一种钙钛矿光活性材料及其制备方法和太阳能电池器件

权利要求书

1.一种太阳能电池器件，其特征在于，所述太阳能电池器件包括依次层叠的第一电极、空穴传输层、钙钛矿光活性层、电子传输层和第二电极；

所述钙钛矿光活性层包括钙钛矿光活性材料；

以重量份计所述钙钛矿光活性材料的前驱体包括5~8.6份的戊胺碘、40~50份的碘化铅和10~15份的碘甲胺；

所述钙钛矿光活性材料采用如下方法进行制备，所述方法包括以下步骤：

将前驱体溶液涂覆于基底表面，退火，得到所述钙钛矿光活性材料；

所述前驱体溶液的溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的混合物；

所述N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的体积比为(9~70):1；

所述前驱体溶液中前驱体的浓度为0.5~1.5 mg/μL；

所述涂覆前还包括将基底进行预热的步骤；

所述预热的温度为60~100℃；

所述预热的时间为8~12 min；

所述涂覆的方法包括旋涂；

所述旋涂的转速为4000~5000 rpm；

所述旋涂的时间为15~20 s；

所述旋涂在保护气氛中进行；

所述退火的温度为90~110℃；

所述退火的时间为5~15 min；

所述第一电极的材料包括氧化铟锡；

所述空穴传输层的材料包括聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]；

所述空穴传输层的厚度为20~30 nm；

所述钙钛矿光活性层的厚度为300~350 nm；

所述电子传输层的厚度为20~35 nm；

所述电子传输层包括依次层叠的富勒烯层和2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉层；

所述富勒烯层靠近钙钛矿光活性层；

所述富勒烯层的厚度为15~25 nm；

所述第二电极为金属电极；

所述第二电极的厚度为60~100 nm。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其特征在于，所述N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的体积比为(30~35):1。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其特征在于，所述前驱体溶液中前驱体的浓度为0.5~0.8 mg/μL。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池器件，其特征在于，所述第二电极的材料包括银和/或金。

5.一种根据权利要求1~4任一项所述的太阳能电池器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

在第一电极表面依次设置空穴传输层、钙钛矿光活性层、电子传输层和第二电极，退火，得到所述太阳能电池器件。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为40~80℃；

所述退火的时间为40~80 h；

得到所述空穴传输层的方法包括：

将聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]溶液涂覆于第一电极的表面，退火，得到所述空穴传输层；

所述聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]溶液的浓度为1~2 mg/mL；

得到所述空穴传输层退火的温度为90~110℃；

得到所述空穴传输层退火的时间为8~12 min；

所述空穴传输层的制备在保护气氛中进行；

得到所述电子传输层的方法包括：在钙钛矿光活性层的表面依次蒸镀富勒烯和2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉，得到所述电子传输层；

得到所述第二电极的方法包括：在电子传输层的表面蒸镀金属，得到所述第二电极。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

（1）将聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]溶液涂覆于第一电极表面，在温度为90~110℃的条件下退火8~12 min，得到厚度为20~30 nm的空穴传输层；

（2）将步骤（1）得到的空穴传输层在60~100℃的条件下预热8~12 min后，在空穴传输层远离第一电极的表面旋涂前驱体溶液，在温度为90~110℃的条件下退火5~15 min，得到厚度为300~350 nm的钙钛矿光活性层；

（3）在步骤（2）得到的钙钛矿光活性层的表面依次蒸镀富勒烯和2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉，得到厚度为20~35 nm的电子传输层；随后在电子传输层表面蒸镀金属，在温度为40~80℃的条件下退火40~80 h，得到所述太阳能电池器件。