基于Spiro‑OMeTAD/PbS复合空穴传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法与流程

技术特征：

1.一种基于Spiro-OMeTAD/PbS复合空穴传输层的钙钛矿太阳能电池，包括透明导电衬底和依次层叠于透明导电衬底上的金属氧化物电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层以及金属电极层；其特征在于：所述的空穴传输层通过以下方式得到：先在钙钛矿吸光层上旋涂一层Spiro-OMeTAD层，再在真空条件下通过热蒸发法将高纯度的硫化铅粉末沉积在Spiro-OMeTAD层上，形成一层p型硫化铅薄膜。

2.根据权利要求1所述的基于Spiro-OMeTAD/PbS复合空穴传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述的硫化铅粉末的纯度高于99.99%。

3.根据权利要求1所述的基于Spiro-OMeTAD/PbS复合空穴传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述的p型硫化铅薄膜的厚度为20~70nm。

4.根据权利要求1所述的基于Spiro-OMeTAD/PbS复合空穴传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述的透明导电衬底为FTO导电玻璃；所述的钙钛矿层吸光层为CH₃NH₃PbI₃薄膜或[CH₃NH₃]_x[CH(NH₂)₂]_1-xPbI₃薄膜，其中，0＜x＜1；所述的金属氧化物电子传输层为SnO₂薄膜；所述的金属电极层为金电极。

5.一种制备权利要求1-4任一项所述的基于Spiro-OMeTAD/PbS复合空穴传输层的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）先将透明导电衬底采用半导体工艺清洗，用氮气吹干；

（2）然后用甩胶机将金属氧化物的前驱体溶液均匀地旋涂在透明导电衬底上，在200摄氏度条件下退火一个小时，得到金属氧化物电子传输层；

（3）在金属氧化物电子传输层上旋涂一层钙钛矿吸光层，退火处理；

（4）空穴传输层的制备：

（4-）先将双三氟甲基磺酸亚酰胺锂溶解在乙腈中，搅拌均匀，得到双三氟甲基磺酸亚酰胺锂的乙腈溶液；然后将Spiro-OMeTAD溶解在氯苯中，添加4-叔丁基吡啶和双三氟甲基磺酸亚酰胺锂的乙腈溶液，40摄氏度下搅拌24小时，得到Spiro-OMeTAD溶液；

（4-）将Spiro-OMeTAD溶液均匀地旋涂在经过退火的钙钛矿吸光层上，置于干燥柜中氧化24小时；

（4-）真空条件下通过热蒸发法在氧化好的Spiro-OMeTAD层上方均匀沉积一层p型硫化铅薄膜，并使用膜厚监控仪控制p型硫化铅薄膜的厚度为20~70nm；

（5）热蒸发法在空穴传输层上制备金属电极层。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的金属氧化物前驱体溶液的配置方式为：将0.025~0.2 mol/L的SnCl₂•2H₂O乙醇溶液搅拌10~40分钟。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的钙钛矿吸光层的制备方式包括如下步骤：

（1）预先合成（）CH₃NH₃I或（）CH₃NH₃I 和CH(NH₂)₂I，将其与PbI₂一同溶解在二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的混合溶液中，60摄氏度下搅拌24小时，得到钙钛矿前驱液；其中，二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的体积比为4:1，钙钛矿前驱液中CH₃NH₃I 和 CH(NH₂)₂I的总量与PbI₂的摩尔比为1:1；

（2）用匀胶机将配置好的钙钛矿前驱液均匀地旋涂在经过退火的电子传输层上，先以500rpm的转速低速旋涂6s，再以4000rpm的转速高速旋涂30s，在高速旋涂开始的第10~15s滴加氯苯；

（3）在100摄氏度下退火10分钟。

8.权利要求1-4任一项所述的基于Spiro-OMeTAD/PbS复合空穴传输层的钙钛矿太阳能电池在光电领域中的应用。