化发光材料/T12薄膜，旋涂过程分为两个步骤，首先以500r/min的速率旋涂5s，然后以2500-5000r的速率旋涂45s。接着将膜放在130°C的热板上烘烤lOmin，降至室温后，继续重复旋涂-烘烤的步骤，最后在T12致密层2表面旋涂上转化发光材料/T12薄膜2-5层，膜厚为100-300nm。
[0084]将旋涂完上转化发光材料/T12混合物的薄膜置于马弗炉中，450°C退火60min，取出后放置10M的TiCl4溶液中70°C浸泡45min，然后继续在马弗炉中，400°C退火80min，降至室温后，获得上转化发光材料/T12混合物的多孔层3。
[0085]4、CH3NH3PbI3钙钛矿吸收层的制备
[0086]采用现有技术或者对比例I中步骤4制备CH3NH3PbI3钙钛矿吸收层4。
[0087]5、空穴传导层的制备
[0088]采用现有技术或者对比例I中步骤5制备2，2’，7，7’_四[N，N_二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(spiro-MeOTAD)空穴传输层5。
[0089]6、金属电极的制备
[0090 ]采用现有技术或者对比例I中步骤6制备金属电极6。
[0091 ] 实施例4
[0092]一种多孔层结构钙钛矿型太阳能电池的制备方法，包括以下步骤:
[0093]1、选择方块电阻是12Ω，透过率75%的FTO玻璃作为FTO玻璃衬底1，随后用丙酮和酒精清洗。
[0094]2、致密层的制备(与对比例I的步骤2相同)
[0095]3、上转换发光材料/T12混合物多孔层的制备
[0096]将NaYF4为基质上转换材料(NaYF4:化学计量比为2%的Yb3+，化学计量比为0.5%的Tm3+)与二氧化钛P25按重量比为5:4均匀混合，获得混合物A;将乙基纤维素，松油醇，酒精按重量比1:1: 20均匀混合，获得溶胶B;将溶胶B置于1ml的螺口瓶中，然后把混合物A倒入瓶中，混合物A与溶胶B的质量比为1:320。将螺口瓶密封后置于磁力搅拌器上持续搅拌12h以上，然后超声6h，得到较稳定的浆料D。
[0097]将适量的浆料D滴在T12致密层2表面开始旋涂上转化发光材料/T12薄膜，旋涂过程分为两个步骤，首先以500r/min的速率旋涂5s，然后以2500-5000r的速率旋涂45s。接着将膜放在130°C的热板上烘烤lOmin，降至室温后，继续重复旋涂-烘烤的步骤，最后在T12致密层2表面旋涂上转化发光材料/T12薄膜2-5层，膜厚为100-300nm。
[0098]将旋涂完上转化发光材料/T12混合物的薄膜置于马弗炉中，500°C退火60min，取出后放置100M的TiCl4溶液中70°C浸泡60min，然后继续在马弗炉中，450°C退火lOOmin，降至室温后，获得上转化发光材料/T12混合物的多孔层3。
[0099]4、CH3NH3PbI3钙钛矿吸收层的制备
[0100]采用现有技术或者对比例I中步骤4制备CH3NH3PbI3钙钛矿吸收层4。
[0101]5、空穴传导层的制备
[0102]采用现有技术或者对比例I中步骤5制备2，2’，7，7’_四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(spiro-MeOTAD)空穴传输层5。
[0103]6、金属电极的制备
[0104]采用现有技术或者对比例I中步骤6制备金属电极6。
【主权项】
1.一种多孔层结构钙钛矿型太阳能电池，其特征在于:包括从上至下依次叠层设置的FTO玻璃衬底、T12致密层、上转化发光材料/T12混合物的多孔层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极。2.根据权利要求1所述的一种多孔层结构钙钛矿型太阳能电池，其特征在于，上转化发光材料/T12混合物的多孔层中的上转化发光材料是以NaYF4为基质掺杂稀土元素，粒径为40-50nm;上转化发光材料/T12混合物的多孔层中的T12为P25，粒径为20-25nm;上转化发光材料/T12混合物的多孔层中上转化发光材料与T12的重量比为1-8:4;所掺杂稀土元素为铒、铥、钬中一种和镱;所掺杂镱的化学计量比为2%;所掺杂铒、铥、钬中一种的化学计量比为0.5%。3.根据权利要求1所述的一种多孔层结构钙钛矿型太阳能电池，其特征在于，上转化发光材料/T12混合物的多孔层的制备方法包括以下步骤: 将NaYF4为基质上转换材料与二氧化钛P25按重量比为1-8: 4均匀混合，获得混合物A;将乙基纤维素，松油醇，酒精按重量比1:1-3:20均匀混合，获得溶胶B;将溶胶B置于容器，然后把混合物A倒容器中，混合物A与溶胶B的质量比为1:200-400;将密封容器后置于磁力搅拌器上持续搅拌12h以上，然后超声4-8h，得到浆料D ； 在T12致密层表面旋涂浆料D，旋涂过程分为两个步骤，首先以500r/min的速率旋涂5s，然后以2500-5000r的速率旋涂45s;接着将膜放在130°C的热板上烘烤1min，降至室温后，继续重复旋涂-烘烤的步骤，最后在T12薄膜表面旋涂上转化发光材料/T12薄膜2-5层； 将旋涂完上转化发光材料/T12混合物的薄膜置于马弗炉中，400-500°C退火60min，取出后放置100M的TiCl4溶液中70°C浸泡30-60min，然后继续在马弗炉中，400-500°C退火30-1OOmin，降至室温后，获得上转化发光材料/T12混合物的多孔层。4.根据权利要求1所述的一种多孔层结构钙钛矿型太阳能电池，其特征在于，FTO玻璃衬底的方块电阻是12 Ω，透过率为75 所述钙钛矿吸光层为CH3NH3PbI3钙钛矿吸光层;所述空穴传输层为2，2’，7，7’_四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9’_螺二芴(spiro-MeOTAD)空穴传输层;所述金属电极为Au背电极层或Ag背电极层。5.根据权利要求1所述的一种多孔层结构钙钛矿型太阳能电池，其特征在于，FTO玻璃衬底的厚度为100-150nm;Ti02致密层的厚度为20-80nm;上转化发光材料/1102混合物的多孔层的厚度为150-200nm;钙钛矿吸光层的厚度为200-300nm;空穴传输层的厚度为40-60nm，金属电极的厚度为150_200nm。6.权利要求1至5中任一项所述的一种多孔层结构钙钛矿型太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将FTO玻璃衬底清洁干净； 2)在FTO玻璃衬底表面制备一层T12致密层； 3)在T12致密层上形成一层上转换发光材料/T12混合物的多孔层； 4)在多孔层上制备一层钙钛矿吸收层； 5)在钙钛矿吸收层上制备一层空穴传导层； 6)在空穴传导层上制备形成金属电极。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3)包括以下步骤: 将NaYF4为基质上转换材料与二氧化钛P25按重量比为1-8: 4均匀混合，获得混合物A;将乙基纤维素，松油醇，酒精按重量比1:1-3:20均匀混合，获得溶胶B;将溶胶B置于容器，然后把混合物A倒容器中，混合物A与溶胶B的质量比为1:200-400;将密封容器后置于磁力搅拌器上持续搅拌12h以上，然后超声4-8h，得到浆料D ； 在T12致密层表面旋涂浆料D，旋涂过程分为两个步骤，首先以500r/min的速率旋涂5s，然后以2500-5000r的速率旋涂45s;接着将膜放在130°C的热板上烘烤1min，降至室温后，继续重复旋涂-烘烤的步骤，最后在T12薄膜表面旋涂上转化发光材料/T12薄膜2-5层；将旋涂完上转化发光材料/T12混合物的薄膜置于马弗炉中，400-500°C退火60min，取出后放置100M的TiCl4溶液中70°C浸泡30-60min，然后继续在马弗炉中，400-500°C退火30-1OOmin，降至室温后，获得上转化发光材料/T12混合物的多孔层。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，NaYF4为基质上转换材料是以NaYF4为基质掺杂稀土元素；所掺杂稀土元素为铒、铥、钬中一种和镱；所掺杂镱的化学计量比为2% ;所掺杂铒、铥、钬中一种的化学计量比为0.5%。
【专利摘要】本发明公开了一种多孔层结构的钙钛矿型太阳能电池及其制备方法，该钙钛矿型太阳能电池包括依次层叠的衬底，致密层，多孔层，吸光层，空穴传输层和金属电极层。本发明通过使用新型多孔层，即利用NaYF4为基质的上转换材料与TiO2纳米颗粒的混合物来制备多孔层。上转换材料，可吸收近红外光发出可见光，此多孔材料不仅能增长电子传输路径，减少其电子空穴对的复合，而且可有效提高钙钛矿薄膜层吸收的光子数。本发明制备方法的优点是：工艺简单，可控性好，协调性高。
【IPC分类】H01L51/42, H01L51/48
【公开号】CN105514279
【申请号】CN201610052524
【发明人】阙文修, 阙美丹, 尹行天, 陈鹏, 杨亚威, 杜亚平
【申请人】西安交通大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月26日