一种钙钛矿太阳能电池的制备方法及钙钛矿太阳能电池与流程

文档序号:11837190阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述方法包括:

在掺氟的二氧化锡FTO导电玻璃上沉积p型有机导电层;

使用先旋涂再高温蒸镀的方法,在p型有机导电层上沉积两层碘化铅PbI2层;

采用超声喷涂方法在碘化铅PbI2层喷涂甲基碘化铵CH3NH3I前驱液从而反应得到一层有机无机杂化钙钛矿结构的CH3NH3PbI3层;

在CH3NH3PbI3层上沉积n型有机导电层;

在n型有机导电层上沉积一层修饰层;

在修饰层上沉积金属电极层。

2.如权利要求1所述钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述在FTO导电玻璃上沉积p型有机导电层,包括:

采用旋涂方法在FTO导电玻璃上沉积p型有机导电层;采用旋涂方法在FTO导电玻璃上沉积p型有机导电层的工艺参数为:转速为2000转每分钟,旋转时间60秒,退火温度为150℃,退火时间为20分钟;

所述FTO导电玻璃层的方块电阻是15Ω,透过率在80%-90%;所述的p型有机导电层为聚3,4-乙烯二氧噻吩PEDOT:聚苯乙烯磺酸PSS,层厚为80-100nm。

3.如权利要求1所述钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述采用超声喷涂方法喷涂CH3NH3I前驱液从而与两层PbI2层反应得到一层有机无机杂化钙钛矿结构的CH3NH3PbI3层的工艺参数为:喷头距离加热衬底的高度为125mm,工作功率为3.4W,超声频率为95kHz,喷涂流量为3ml/h,衬底加热温度为270℃,载气为氮气,氮气的压强为0.06×106Pa;所述的有机无机杂化钙钛矿结构的CH3NH3PbI3层的层厚为400-600nm。

4.如权利要求1所述钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,

所述使用先旋涂再高温蒸镀的方法,在p型有机导电层上沉积两层碘化铅PbI2层:先旋涂PbI2溶液,再热蒸镀PbI2粉末,从而制备出两层PbI2层;

所述采用超声喷涂方法在碘化铅PbI2层喷涂甲基碘化铵CH3NH3I前驱液从而反应得到一层有机无机杂化钙钛矿结构的CH3NH3PbI3层,包括:先旋涂1mol/L的碘化铅DMF前驱液,转速为6000转每分钟,退火温度100℃,退火时间为1分钟,再热蒸镀250nm-350nm厚的PbI2层,再喷涂10mg/ml的CH3NH3I异丙醇IPA前驱液,喷涂流量为150μl/min,载气为氮气,沉积温度75℃,在手套箱中退火,退火温度为100℃,时间40分钟。

5.如权利要求1所述钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,

所述在CH3NH3PbI3层上沉积n型有机导电层,包括:通过旋涂法在CH3NH3PbI3层上沉积n型有机导电层;所述的n型有机导电层是碳60及其衍生物PC61BM,层厚为50-100nm;

所述在n型有机导电层上沉积一层修饰层,包括:通过旋涂法在n型有机导电层上沉积一层修饰层;所述修饰层为有机修饰层或无机修饰层,层厚为5-10nm;若所述修饰层为有机修饰层,为2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-菲罗啉BCP;若所述修饰层为无机修饰层,为二氧化钛或者氧化锌纳米薄膜;

所述在修饰层上沉积金属电极层,包括:通过热蒸镀或磁控溅射方法在修饰层上沉积金属电极层;所述的金属电极层是如下电极层的一种:Al电极、Au电极、Ag电极;层厚为120nm。

6.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述钙钛矿太阳能电池包括:

掺氟的二氧化锡FTO导电玻璃;

p型有机导电层,沉积在掺氟的二氧化锡FTO导电玻璃上;

有机无机杂化钙钛矿结构的CH3NH3PbI3层,沉积在p型有机导电层上;

n型有机导电层,沉积在CH3NH3PbI3层上;

修饰层,沉积在n型有机导电层上;

金属电极层,沉积在修饰层上。

7.如权利要求6所述钙钛矿太阳能电池,其特征在于,

所述p型有机导电层,采用旋涂方法沉积在掺氟的二氧化锡FTO导电玻璃上;采用旋涂方法在FTO导电玻璃上沉积p型有机导电层的工艺参数为:转速为2000转每分钟,旋转时间60秒,退火温度为150℃,退火时间为20分钟;

所述FTO导电玻璃层的方块电阻是15Ω,透过率在80%-90%;所述的p型有机导电层为聚3,4-乙烯二氧噻吩PEDOT:聚苯乙烯磺酸PSS,层厚为80-100nm。

8.如权利要求6所述钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述CH3NH3PbI3层沉积中,采用超声喷涂方法喷涂CH3NH3I前驱液从而与两层PbI2层反应得到一层有机无机杂化钙钛矿结构的CH3NH3PbI3层的工艺参数为:喷头距离加热衬底的高度为125mm,工作功率为3.4W,超声频率为95kHz,喷涂流量为3ml/h,衬底加热温度为270℃,载气为氮气,氮气的压强为0.06×106Pa;所述的有机无机杂化钙钛矿结构的CH3NH3PbI3层的层厚为400-600nm。

9.如权利要求6所述钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述有机无机杂化钙钛矿结构的CH3NH3PbI3层,沉积在p型有机导电层上,包括:

使用先旋涂再高温蒸镀的方法,在p型有机导电层上沉积两层碘化铅PbI2层:先旋涂PbI2溶液,再热蒸镀PbI2粉末,从而制备出两层PbI2层;

采用超声喷涂方法在碘化铅PbI2层喷涂甲基碘化铵CH3NH3I前驱液从而反应得到一层有机无机杂化钙钛矿结构的CH3NH3PbI3层,包括:先旋涂1mol/L的碘化铅DMF前驱液,转速为6000转每分钟,退火温度100℃,退火时间为1分钟,再热蒸镀250nm-350nm厚的PbI2层,再喷涂10mg/ml的CH3NH3I异丙醇IPA前驱液,喷涂流量为150μl/min,载气为氮气,沉积温度75℃,在手套箱中退火,退火温度为100℃,时间40分钟。

10.如权利要求6所述钙钛矿太阳能电池,其特征在于,

所述n型有机导电层,沉积在CH3NH3PbI3层上,包括:通过旋涂法在CH3NH3PbI3层上沉积n型有机导电层;所述的n型有机导电层是碳60及其衍生物PC61BM,层厚为50-100nm;

所述修饰层,沉积在n型有机导电层上,包括:通过旋涂法在n型有机导电层上沉积一层修饰层;所述修饰层为有机修饰层或无机修饰层,层厚为5-10nm;若所述修饰层为有机修饰层,为2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-菲罗啉BCP;若所述修饰层为无机修饰层,为二氧化钛或者氧化锌纳米薄膜;

所述金属电极层,沉积在修饰层上,包括:通过热蒸镀或磁控溅射方法在修饰层上沉积金属电极层;所述的金属电极层是如下电极层的一种:Al电极、Au电极、Ag电极;层厚为120nm。

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