[发明专利]钙钛矿型太阳能电池的制备方法

摘要

本发明公布了一种钙钛矿型太阳能电池的制备方法，属于光电子材料与器件领域，其包括依次层叠的透明导电衬底、TiO2电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属对电极层，其中，电子传输层制备包括以下步骤：步骤a，提供表面清洁的透明衬底材料，采用原子层沉积技术在衬底材料表面沉积二氧化钛致密薄膜；步骤b，采用分子层沉积技术在步骤a得到的二氧化钛致密薄膜上沉积含钛有机‑无机复合膜；步骤c，将步骤b得到的材料在400‑600℃下退火0.5‑5h，得到TiO2电子传输层。本发明所述的TiO2电子传输层不仅具有较高的结晶度，成膜均匀，阻抗较小，光生电流密度显著提高，能显著提升器件的光电转化效率和热稳定性。

主权项

1.一种钙钛矿型太阳能电池的制备方法，其包括依次层叠的透明导电衬底、TiO2电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属对电极层，其中，电子传输层制备包括以下步骤：步骤a，通过超声波清洗透明导电衬底并烘干再进行紫外臭氧处理，采用原子层沉积技术在所述处理后的衬底材料表面沉积二氧化钛致密薄膜；步骤b，采用分子层沉积技术在步骤a得到的二氧化钛致密薄膜上沉积含钛有机‑无机复合膜；步骤c，将步骤b得到的材料在400‑600℃下退火0.5‑5h，得到TiO2电子传输层；其中，所述步骤a具体为：步骤a1，将表面清洁的衬底材料放入温度为80‑200℃的原子层沉积设备的反应腔中，用50‑100sccm高纯氮气吹扫3‑10min；步骤a2，将纯度大于97％的TiCl4或四异丙醇钛加热至60‑100℃形成TiCl4或四异丙醇钛蒸气，并以脉冲形式将TiCl4或四异丙醇钛蒸气送入反应腔体，脉冲时间为0.05‑0.2s，暴露时间为8‑15s，再用高纯氮气吹扫，吹扫时间为15‑30s；步骤a3，将去离子水以脉冲形式送入反应腔体，脉冲时间为0.02‑0.05s，暴露时间为8‑15s，再用高纯氮气吹扫，吹扫时间为15‑30s，完成一次沉积循环，即在衬底材料表面沉积了一层致密二氧化钛薄膜；步骤a4，重复步骤a2‑a3的沉积循环1000‑5000次；其中，所述步骤b具体为：步骤b1，将步骤a得到的表面沉积有二氧化钛致密薄膜的衬底材料放入温度为80‑150℃的原子层沉积设备的反应腔中，用50‑100sccm高纯氮气吹扫5‑30min；步骤b2，将TiCl4或四异丙醇钛加热至60‑100℃形成TiCl4或四异丙醇钛蒸气，并以脉冲形式将TiCl4或四异丙醇钛蒸气送入反应腔体，脉冲时间为0.05‑0.2s，暴露时间为8‑15s，再用高纯氮气吹扫，吹扫时间为15‑30s；步骤b3，将二元醇或多元醇加热至100‑200℃形成二元醇或多元醇蒸气，再以脉冲形式送入反应腔体，脉冲时间为0.1‑1s，暴露时间为20‑45s,再用高纯氮气吹扫，吹扫时间为30‑45s，完成一次沉积循环，即在二氧化钛致密薄膜表面沉积了一层含钛有机‑无机复合膜；步骤b4，重复步骤b2‑b3的沉积循环100‑20000次。