于X的卤族元素。IV层为的吸收带宽为3.6eV，层厚80nm，III层的吸收带宽为3.1eV，层厚70nm，II层的吸收带宽为2.6eV，层厚90nm，I层的吸收带宽为 2.1eV，层厚 50nm。
[0025]具有该光吸收复合层的钙钛矿太阳电池的制作方法如下:
[0026]第一步:对导电玻璃8基片进行清洗并作表面处理;用丙酮、酒精、去离子水对导电玻璃依次清洗。每种溶剂清洗时间持续1分钟；
[0027]第二步:制作电子传输层9:将T12浆料涂覆在处理后的导电玻璃8上，膜厚200nm，在120 °C烘烤8min，再经450 V退火处理1.5h;
[0028]第三步:利用旋涂法制备钙钛矿光吸收复层10，将含有钙钛矿AMX3的溶液旋涂至在电子传输层9上，在50°C烘干4min，形成I层;将含有钙钛矿AMX2Y1的溶液旋涂至在钙钛矿I层上，在50 °C烘干4min，形成II层，将含有钙钛矿AMX1Y2的溶液旋涂至在钙钛矿II层上，在50°C烘干4min，形成III层，将含有钙钛矿AMY3的溶液旋涂至在钙钛矿III层上，在55°C烘干4min，形成IV层，再将整个样品在烤箱中退火，温度在100°C，时间为15min。
[0029]第四步:沉积P型的HTM(spiro-MeOTAD)层11。将含有spiro-MeOTAD的溶液旋涂至步骤(3)制备的钙钛矿复合薄膜之上，溶液浓度在lmol/L;
[0030]第五步:覆盖顶部FTO导电层12。完成电池制作。
[0031]实施例2:
[0032]本实施例提供一种具有光吸收复合层的钙钛矿太阳电池的制作方法，该电池自下而上包括:导电玻璃8、电子传输层9、钙钛矿光吸收复层10、空穴传输层11和顶部导电层12，该实例中的钙钛矿光吸收复层10的结构，含有两个钙钛矿单层，每层含单一钙钛矿分子成分，自下而上分别为钙钛矿A层、钙钛矿B层。A层的吸收带宽为1.9eV，层厚160nm，B层的吸收带宽为2.6eV，层厚570nm。
[0033]该光吸收复合层的钙钛矿太阳电池的制作方法如下:
[0034]第一步:对导电玻璃8基片进行清洗并作表面处理；
[0035]用丙酮、酒精、去离子水对导电玻璃8依次清洗。每种溶剂清洗时间持续15分钟；
[0036]第二步:制作电子传输层9:将T12浆料涂覆在处理后的导电玻璃8上，膜厚220nm，在140°C烘烤8min，再经450°C退火处理1.5h;
[0037]第三步:利用蒸发法制备钙钛矿光吸收复层10，将含有钙钛矿A的溶液蒸发至电子传输层9上，在蒸发装置中70 °C烘干2min;将含有钙钛矿B的溶液蒸发至在钙钛矿A层上，在50 0C烘干4min。再将整个样品退火，温度在150 °C，时间为12min。
[0038]第四步:沉积P型的HTM(spiro-MeOTAD)层11。将含有spiro-MeOTAD的溶液旋涂至步骤(3)制备的钙钛矿光吸收复层1之上，溶液浓度在0.2mol/L;
[0039]第五步:覆盖顶部FTO导电层12。完成电池制作。
[0040]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以作出变化和变形，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴。
【主权项】
1.一种钙钛矿光吸收复合层，其特征在于，该钙钛矿光吸收复合层由多个钙钛矿单层自下而上逐层沉积而成，每一钙钛矿单层有固定的吸收带隙宽度，从最上单层至最下单层，吸收带隙宽度逐层减小;所述每个钙钛矿单层为相同种类钙钛矿分子或不同种类钙钛矿分子;所述的单层钙钛矿薄膜的吸收带宽为0.8?4.8eV。2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿光吸收复合层，其特征在于，所述的每个钙钛矿单层的厚度为5?800nm;所述的I丐钛矿光吸收复合层厚度为0.01?ΙΟΟμπι。3.—种具有权利要求1或2所述的钙钛矿光吸收复合层的钙钛矿太阳电池，其特征在于，钙钛矿太阳电池的结构自下而上包括导电玻璃(8)、电子传输层(9)、钙钛矿光吸收复合层(10)、空穴传输层(11)和顶部导电层(12)。4.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述的电子传输层(9)的主要成分为T12，厚度为50?800nm;所述的空穴传输层(11)厚度为0.1?50μπι。5.—种制备权利要求3所述的的钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，具体包括以下步骤: 第一步，清洗导电玻璃(8)，对其进行表面处理； 第二步，将T12浆料涂覆在处理后的导电玻璃(8)上，80-180 °C烘烤3-12min后，400-550°C退火处理1-2.5h得到电子传输层(9); 第三步，制备钙钛矿光吸收复合层 根据钙钛矿光吸收复合层的带宽、厚度优化设计参数，在电子传输层(9)上沉积、烘干第一层钙钛矿单层，并逐层沉积、烘干位于第一层之上各钙钛矿单层，制成钙钛矿复合光吸收复合层(10);最后钙钛矿复合光吸收复合层(10)在60-180°C退火处理1-30分钟； 第四步，将0.01-2mo VL的sp iro-MeOTAD的溶液沉积到钙钛矿光吸收复合层(I O)上，得至IJp型空穴传输层(11); 第五步，在空穴传输层(11)上方覆盖顶部导电层(12)，得到钙钛矿太阳电池。6.—种制备权利要求4所述的的钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，具体包括以下步骤: 第一步，清洗导电玻璃(8)，对其进行表面处理； 第二步，将T12浆料涂覆在处理后的导电玻璃(8)上，80-180 °C烘烤3-12min后，400-550°C退火处理1-2.5h得到电子传输层(9); 第三步，制备钙钛矿光吸收复合层 根据钙钛矿光吸收复合层的带宽、厚度优化设计参数，在电子传输层(9)上沉积、烘干第一层钙钛矿单层，并逐层沉积、烘干位于第一层之上各钙钛矿单层，制成钙钛矿复合光吸收复合层(10);最后钙钛矿复合光吸收复合层(10)在60-180°C退火处理1-30分钟； 第四步，将0.01-2mo VL的sp iro-MeOTAD的溶液沉积到钙钛矿光吸收复合层(I O)上，得至IJp型空穴传输层(11); 第五步，在空穴传输层(11)上方覆盖顶部导电层(12)，得到钙钛矿太阳电池。7.根据权利要求5或6所述的制备具有钙钛矿光吸收复合层的钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，所述的清洗剂为丙酮、酒精或去离子水。8.根据权利要求5或6所述的制备具有钙钛矿光吸收复合层的钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，所述的沉积方法为旋涂法、气相沉积法、喷涂法、浸润法、蒸发法。9.根据权利要求7所述的制备具有钙钛矿光吸收复合层的钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，所述的沉积方法为旋涂法、气相沉积法、喷涂法、浸润法、蒸发法。10.根据权利要求5或6或9所述的制备具有钙钛矿光吸收复合层的钙钛矿太阳电池的方法，其特征在于，所述的导电层为导电玻璃或含金属电极的透光膜。
【专利摘要】本发明公开一种钙钛矿光吸收复合层的制备方法。该复合层是将具有不同带宽的钙钛矿单层，按吸收带隙宽度逐层增大的顺序的自下而上逐层沉积而形成的一个光吸收复合层。由于该复合层在很宽的光谱范围内对光子有较强的光子收集能力，含有这种复合层的钙钛矿太阳电池的转换效率会得到明显的提高。本发明还公开了一种具有光吸收复合层的钙钛矿太阳电池的结构及其制作方法。该电池结构自下而上包括：(1)导电玻璃、(2)电子传输层、(3)钙钛矿光吸收复合层、(4)空穴传输层和(5)顶部导电层。该电池的制备方法简易，成本低。避免了传统叠层电池需要增加子电池带来的工艺复杂、造价昂贵的弊端，因此适合于太阳电池工业批量生产。
【IPC分类】H01L51/48, H01L51/46, H01L51/44
【公开号】CN105591032
【申请号】CN201610076596
【发明人】魏一, 刘爱民, 李平, 王宇轩, 黎晓璇
【申请人】大连理工大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年2月3日