一种基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。包括：具有预设电路布置的柔性衬底、设置在所述柔性衬底上的氧化钨电子提取层、设置在所述氧化钨电子提取层上的有机?无机钙钛矿层、设置在所述有机?无机钙钛矿层上的空穴传输层以及设置在所述空穴传输层之上的金属背电极层。本发明采用氧化钨作为电子提取层，不仅导电性能好、电池性能优、整体稳定性强，而且采用所述基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池之制备方法操作简单，减少了电池的制备时间和能源消耗，更加突显出这一绿色能源的独特优势。
【专利说明】
-种基于氧化钻的柔性巧铁矿太阳能电池及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及太阳能电池技术领域，尤其设及一种基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能 电池及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 巧铁矿太阳能电池 (Perovskite solar cells ,PSCs)是一种高效、低成本的新型 有机无机复合薄膜太阳能电池。它主要由透明导电基板(FT0或IT0)、电子提取层（例如 Ti〇2)、有机-无机复合巧铁矿(ABX3，A=C也畑3，N也CH=畑2，B = Pb，Sn，X = I，Br，C1)、空穴传 输层和金属背电极组成，其基本原理是:巧铁矿材料受光照射，产生电子-空穴对，电子快速 传输到电子提取层中，传递到导电基板，空穴由空穴传输材料收集，再传递到金属电极，如 此构成电池。
[0003] 在电子传输过程中，电子提取层化lectron Selected layers,E化S)起着提取和 传输电子的作用，电子提取材料的物理化学性质对电池中电子的收集、传输和复合行为有 直接的影响进而影响PSCs的光电性能。合适的价带位置，优异的电子传输能力，稳定的物理 化学性质是电子提取层需要满足的Ξ个必要条件。
[0004] 通常条件下制备无机ESLs都需要高溫退火来提高薄膜的结晶性，并除去前驱体中 的有机成分进而提高电子传输能力。然而，运种方法大大的增加了电池制备的时间和成本， 同时限制了 PSCs在柔性塑料基底中的发展。开展适用柔性塑料基板的低溫ESLs的研究有重 要意义。
[0005] 目前研究者开发了大量物理方法来制备低溫ESLs,李灿院±课题组化nergy& 化vironmen化1 Science，2015，8，3208-3214.)采用磁控瓣射的方法在柔性口 0-PET的表面 制备一层无定形的Ti化薄膜，该薄膜表现出较低的电荷传输电阻和较好的电子提取能力， 基于该材料的PSCs效率高达15.07%。低溫制备ESLs在Ti化体系下取得了很好的成果，但是 低溫结晶困难一直是Ti化ESLs很难解决的一个问题，而且Ti化本身的电子迁移率低也是制 约其器件性能的一个关键因素。因此，许多具有高电子迁移率的类Ti化半导体材料逐渐被 人们开发来制备低溫ESLs。在PSC发展初期，ZnO(化Uire地〇如111。3,2014,8，133-138.)纳 米粒子被用来制备ESLs，在刚性口0基板取得了 10 % W上的效率。
[0006] 在PSCs领域，低溫E化的研究已经取得了一定的进展。然而，在现阶段，鉴于无机材 料(特别是Ti化)在低溫条件下结晶困难的特点，无论是对于Ti化材料还是类Ti化材料，先采 用特定的工艺制备出结晶的纳米粒子，之后制备成溶胶旋涂成膜的两步法（即纳米粒子^ 溶胶)是目前最常见的低溫ESLs制备方式。但是，该类工艺中纳米粒子的制备所需的工艺较 为复杂，大部分是需要在高溫条件下进行的溶剂热反应。而得到的ESLs中纳米粒子之间仅 有的弱相互作用也会限制致密层的电子传输能力。因此，开发简单工艺制备ESLs,优选易于 低溫结晶，兼顾具有合适的价带、良好的稳定性和高电子传输能力的材料在PSCs研究中具 有重要的意义。
[0007] 故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究 改良，于是有了本发明一种基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池及其制备方法。
【发明内容】
[000引本发明是针对现有技术中，鉴于无机材料(特别是Ti化)在低溫条件下结晶困难、 制备所需的工艺较为复杂，W及得到的ESLs中纳米粒子之间仅有的弱相互作用也会限制致 密层的电子传输能力等缺陷提供一种基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池。
[0009] 本发明之第二目的是针对现有技术中，鉴于无机材料(特别是Ti02)在低溫条件下 结晶困难、制备所需的工艺较为复杂，W及得到的ESLs中纳米粒子之间仅有的弱相互作用 也会限制致密层的电子传输能力等缺陷提供一种基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池的 制备方法。
[0010] 为实现本发明之目的，本发明提供一种基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池，所 述基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池，包括:具有预设电路布置的柔性衬底、设置在所述 柔性衬底上的氧化鹤电子提取层、设置在所述氧化鹤电子提取层之异于所述柔性衬底一侧 的有机-无机巧铁矿层、设置在所述有机-无机巧铁矿层之异于所述氧化鹤电子提取层一侧 的空穴传输层，W及设置在所述空穴传输层之异于所述有机-无机巧铁矿层一侧的金属背 电极层。
[0011] 可选地，所述基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池之柔性衬底为IT0-PEN塑料导 电基板。
[0012] 可选地，所述金属背电极层为金属银层。
[0013] 为实现本发明之第二目的，本发明提供一种基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池 之制备方法，所述基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池之制备方法包括：
[0014] 执行步骤S1:提供具有预设电路布置的柔性衬底；
[0015] 执行步骤S2:制备氧化鹤电子提取层，并将所述氧化鹤电子提取层涂覆在所述柔 性衬底上，W在预设溫度下进行烘干、冷却，及紫外臭氧处理；
[0016] 执行步骤S3:将巧铁矿溶液设置在所述氧化鹤电子提取层上并进行旋涂，经过静 置、加热、冷却后获得有机-无机巧铁矿层；
[0017] 执行步骤S4:将空穴传输层溶液设置在所述有机-无机巧铁矿层上并进行旋涂，获 得空穴传输层；
[0018] 执行步骤S5:通过真空蒸锻的方式在所述空穴传输层上设置金属背电极层，W获 得所述基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池。
[0019] 可选地，所述具有预设电路布置的柔性衬底的制备方法，进一步包括：
[0020] 执行步骤S11:采用聚酷亚胺胶带将所述柔性衬底之保护区域覆盖；
[0021] 执行步骤S12:将Zn粉均匀涂布于待刻蚀的柔性衬底之表面，并在所述化粉上施加 HC1溶液，W进行化学反应；
[0022] 执行步骤S13:待所述化学反应结束，对所述柔性衬底之表面进行清洁，随后经过 乙醇超声洗涂，并臭氧处理30min备用。
[0023] 可选地，所述氧化鹤电子提取层的制备，进一步包括：
[0024] 执行步骤S21:前驱体溶液的配置，具体包括:首先，在氮气保护条件下，称取五乙 醇鹤，并加入到有机醇溶液中；然后，在磁转子作用下，室溫揽拌化，揽拌速率为500RPM;最 后，揽拌后经ο. 22WI1的微孔滤膜过滤备用；
[0025] 执行步骤S22:旋涂，具体包括:首先，在空气气氛下中，用移液枪移取80化上述前 驱体溶液，并设置在所述柔性衬底之表面;然后，进行旋涂，旋涂的参数约为3000RPM，30s; 最后，旋涂后在预设溫度下进行烘干，加热预设时间后冷却至室溫，并经紫外臭氧处理 15min。
[0026] 可选地，所述有机-无机巧铁矿层的制备，进一步包括：
[0027] 执行步骤S31:合成舰甲锭，具体包括:首先，在空气气氛下，将57wt. %氨舰酸水溶 液缓慢滴加到等摩尔的33wt. %甲胺的无水乙醇溶液中，在(TC条件下揽拌化，反应结束后， 50°C旋蒸除去溶剂得到舰甲胺粗产品;然后，将舰甲胺粗产品溶于无水甲醇中，并向其中加 入无水乙酸直至其不再产生白色沉淀为止，过滤得到白色固体;最后，重结晶重复Ξ次，最 终得到的白色固体在真空烘箱中60°C烘干2地，制得舰甲胺，避光保存；
[00%]执行步骤S32:制备有机-无机巧铁矿层，具体包括:首先，在空气气氛下，将无水氯 化铅和舰甲胺W摩尔比1:3溶于DMF中，氯化铅的浓度为204mg/mL，每毫升溶液中加入80化 的4-叔下基化晚作为添加剂，70°C加热揽拌直至固体完全溶解，用0.22皿的有机滤膜过滤 后得到纯净的舰氯复合巧铁矿前驱体溶液;然后，在氮气保护下，将巧铁矿溶液设置在所述 氧化鹤电子提取层上进行旋涂，旋涂完毕静置五分钟，转移到l〇〇°C的真空烘箱上，加热 45min;最后，加热完毕冷却至室溫，即得有机-无机巧铁矿层。
[0029] 可选地，所述空穴传输层的制备，进一步包括：首先，在空气气氛下，配制浓度为 72.3mg/mL的空穴传输层的氯苯溶液，加入Ξ种添加剂:分别为520mg/mL裡盐的乙腊溶液、 4-叔下基化晚和300mg/mL钻盐的乙腊溶液，Ξ者的体积比为11:18:12,室溫下揽拌化，既得 空穴传输层溶液;然后，在氮气保护下，将空穴传输层溶液设置在所述有机-无机巧铁矿层 上;最后，进行旋涂，即得空穴传输层。
[0030] 可选地，所述金属背电极的制备，进一步包括:将已制备氧化鹤电子提取层、有机- 无机复合巧铁矿层，W及空穴传输层的柔性衬底设置在真空蒸锻仪中，在气压小于l(T3Pa 时，将金属银加热沉积到空穴传输层上，即获得基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池。
[0031] 本发明的有益效果:本发明采用氧化鹤作为电子提取层，不仅导电性能好、电池性 能优、整体稳定性强，而且采用所述基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池之制备方法操作 简单，减少了电池的制备时间和能源消耗，更加突显出运一绿色能源的独特优势。
【附图说明】
[0032] 图1所示为基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池的制备方法流程图。
[0033] 图2(a)~图2(b)所示为不同分辨率下的氧化鹤薄膜之扫描电镜图片。
[0034] 图3所示为第一实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池 I-V曲线。
[0035] 图4所示为第二实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池 I-V曲线。
[0036] 图5所示为第Ξ实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池 I-V曲线。
[0037] 图6所示为第四实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池 I-V曲线。
[0038] 图7所示为第五实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池 I-V曲线。
[0039] 图8所示为第六实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池 I-V曲线。
[0040] 图9所示为第屯实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池 I-V曲线。
【具体实施方式】
[0041] W下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的【具体实施方式】。
[0042] 请参阅图1、图2(a)~图2(b)，图1所示为本发明基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能 电池的制备方法流程图。图2(a)~图2(b)所示为不同分辨率下的氧化鹤薄膜之扫描电镜图 片。所述基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池的制备方法，包括：
[0043] 执行步骤S1:提供具有预设电路布置的柔性衬底；
[0044] 执行步骤S2:制备氧化鹤电子提取层，并将所述氧化鹤电子提取层涂覆在所述柔 性衬底上，W在预设溫度下进行烘干、冷却，及紫外臭氧处理；
[0045] 执行步骤S3:将巧铁矿溶液设置在所述氧化鹤电子提取层上并进行旋涂，经过静 置、加热、冷却后获得有机-无机巧铁矿层；
[0046] 执行步骤S4:将空穴传输层溶液设置在所述有机-无机巧铁矿层上并进行旋涂，获 得空穴传输层；
[0047] 执行步骤S5:通过真空蒸锻的方式在所述空穴传输层上设置金属背电极层，W获 得所述基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池。
[0048] 目P，本发明所述基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池，包括:具有预设电路布置的 柔性衬底、设置在所述柔性衬底上的氧化鹤电子提取层、设置在所述氧化鹤电子提取层之 异于所述柔性衬底一侧的有机-无机巧铁矿层、设置在所述有机-无机巧铁矿层之异于所述 氧化鹤电子提取层一侧的空穴传输层，W及设置在所述空穴传输层之异于所述有机-无机 巧铁矿层一侧的金属背电极层。
[0049] 为了更直观的掲露本发明之技术方案，凸显本发明之有益效果，现结合具体实施 方式，对本发明基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池的结构、工作W及光电特性等进行阐 述。在【具体实施方式】中，所列举之参数、材料类型等仅为列举，不应视为对本发明技术方案 的限制。作为具体的实施方式，非限制性地，所述基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池之柔 性衬底为IT0-PEN塑料导电基板，所述金属背电极层为金属银层。
[0050] 作为具体的实施方式，在步骤S1中，提供具有预设电路布置的柔性衬底，所述具有 预设电路布置的柔性衬底的制备方法，进一步包括：
[0051] 执行步骤S11:采用聚酷亚胺胶带将所述柔性衬底之保护区域覆盖;其中，所述柔 性衬底之保护区域为非电路断开区域。
[0052] 执行步骤S12:将Zn粉均匀涂布于待刻蚀的柔性衬底之表面，并在所述化粉上施加 HC1溶液，W进行化学反应；
[0053] 执行步骤S13:待所述化学反应结束，对所述柔性衬底之表面进行清洁，随后经过 乙醇超声洗涂，并臭氧处理30min备用。
[0054] 在步骤S2中，所述氧化鹤电子提取层的制备，进一步包括：
[0055] 执行步骤S21:前驱体溶液的配置，具体包括:首先，在氮气保护条件下，称取五乙 醇鹤，并加入到有机醇溶液中；然后，在磁转子作用下，室溫揽拌化，揽拌速率为500RPM;最 后，揽拌后经0.22WI1的微孔滤膜过滤备用。
[0056] 执行步骤S22:旋涂，具体包括:首先，在空气气氛下中，用移液枪移取80化上述前 驱体溶液，并设置在所述柔性衬底之表面;然后，进行旋涂，旋涂的参数约为3000RPM，30s; 最后，旋涂后在预设溫度下进行烘干，加热预设时间后冷却至室溫，并经紫外臭氧处理 15min〇
[0057] 在步骤S3中，所述有机-无机巧铁矿层的制备，进一步包括：
[0058] 执行步骤S31:合成舰甲锭，具体包括:首先，在空气气氛下，将57wt. %氨舰酸水溶 液缓慢滴加到等摩尔的33wt. %甲胺的无水乙醇溶液中，在(TC条件下揽拌化，反应结束后， 50°C旋蒸除去溶剂得到舰甲胺粗产品;然后，将舰甲胺粗产品溶于无水甲醇中，并向其中加 入无水乙酸直至其不再产生白色沉淀为止，过滤得到白色固体;最后，重结晶重复Ξ次，最 终得到的白色固体在真空烘箱中60°C烘干2地，制得舰甲胺，避光保存；
[0059] 执行步骤S32:制备有机-无机巧铁矿层，具体包括:首先，在空气气氛下，将无水氯 化铅和舰甲胺W摩尔比1::3溶于DMF中，氯化铅的浓度为204mg/mL，每毫升溶液中加入80化 的4-叔下基化晚作为添加剂，70°C加热揽拌直至固体完全溶解，用0.22皿的有机滤膜过滤 后得到纯净的舰氯复合巧铁矿前驱体溶液;然后，在氮气保护下，将巧铁矿溶液设置在所述 氧化鹤电子提取层上进行旋涂，旋涂完毕静置五分钟，转移到l〇〇°C的真空烘箱上，加热 45min;最后，加热完毕冷却至室溫，即得有机-无机巧铁矿层；
[0060] 在步骤S4中，所述空穴传输层的制备，进一步包括:首先，在空气气氛下，配制浓度 为72.3mg/mL的Spiro-OMeTAD空穴传输层的氯苯溶液，加入Ξ种添加剂:分别为520mg/mL裡 盐的乙腊溶液、4-叔下基化晚和300mg/mL钻盐的乙腊溶液，Ξ者的体积比为11:18:12,室溫 下揽拌化，既得Spiro-OMeTAD空穴传输层溶液；然后，在氮气保护下，将Spiro-OMeTAD空穴 传输层溶液设置在所述有机-无机巧铁矿层上；最后，进行旋涂，即得Spiro-OMeTAD空穴传 输层层。
[0061] 在步骤S5中，所述金属背电极的制备，进一步包括:将已制备氧化鹤电子提取层、 有机-无机复合巧铁矿层，W及空穴传输层的柔性衬底设置在真空蒸锻仪中，在气压小于 10-3化时，将金属银加热沉积到空穴传输层上，即获得本发明基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳 能电池。
[0062] 实施例一
[0063] 请参阅图3,并结合参阅图1，图3所示为第一实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿 太阳能电池 I-V曲线。在氮气保护条件下，称取50mg五乙醇鹤，加入1ml乙醇，加入磁子，剧烈 揽拌化，揽拌速率为500RPM。揽拌之后经0.22皿的微孔滤膜过滤。用移液枪移取80uL该溶液 滴加到干净的IT0-阳N基板上，进行旋涂，旋涂的参数为3000RPM，30s。旋涂之后在室溫下静 置，时间为2地。之后制备其他层材料，进行器件组装并测试光电性能。在AM1.5，100mW cnf2 光照下用KEITOLEY 2400测试电池的I -V性能曲线，得到电池的短路电流密度为21.19mA cnf2,开路电压为0.88V，填充因子为0.71，光电转换效率为13.14%。
[0064] 实施例二
[0065] 请参阅图4,并结合参阅图1，图4所示为第二实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿 太阳能电池 I-V曲线。在氮气保护条件下，称取50mg五乙醇鹤，加入1ml乙醇，加入磁子，剧烈 揽拌化，揽拌速率为500RPM。揽拌之后经0.22皿的微孔滤膜过滤。用移液枪移取80uL该溶液 滴加到干净的I TO-阳N基板上，进行旋涂，旋涂的参数为3000RPM，30s。旋涂之后转移到烘箱 之中12(TC加热，加热时间为化。之后制备其他层材料，进行器件组装并测试光电性能。在 AM1.5, lOOmW cnf2光照下用KEITOLEY 2400来测试电池的I-V性能曲线，得到电池的短路电 流密度为22.31mA cnf2,开路电压为0.88V，填充因子为0.75,光电转换效率为14.59%。
[0066] 实施例S
[0067] 请参阅图4,并结合参阅图1，图4所示为第Ξ实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿 太阳能电池 I-V曲线。在氮气保护条件下，称取50mg五乙醇鹤，加入1ml丙醇，加入磁子，剧烈 揽拌化，揽拌速率为500RPM。揽拌之后经0.22皿的微孔滤膜过滤。用移液枪移取80uL该溶液 滴加到干净的I TO-阳N基板上，进行旋涂，旋涂的参数为3000RPM，30s。旋涂之后转移到烘箱 之中12(TC加热，加热时间为化。之后制备其他层材料，进行器件组装并测试光电性能。在 AM1.5, lOOmW cnf2光照下用KEITOLEY 2400来测试电池的I-V性能曲线，得到电池的短路电 流密度为22.25mA cnf2，开路电压为0.87V，填充因子为0.52，光电转换效率为10.08%。
[006引实施例四
[0069] 请参阅图5,并结合参阅图1，图5所示为第四实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿 太阳能电池 I-V曲线。在氮气保护条件下，称取50mg五乙醇鹤，加入1ml异丙醇，加入磁子，剧 烈揽拌化，揽拌速率为500RPM。揽拌之后经0.22皿的微孔滤膜过滤。用移液枪移取80uL该溶 液滴加到干净的IT0-PEN基板上，进行旋涂，旋涂的参数为3000RPM，30s。旋涂之后转移到烘 箱之中12(TC加热，加热时间为化。之后制备其他层材料，进行器件组装并测试光电性能。在 AM1.5, lOOmW cnf2光照下用KEITOLEY 2400来测试电池的I-V性能曲线，得到电池的短路电 流密度为19.27mA cnf2,开路电压为0.88V，填充因子为0.63，光电转换效率为10.61 %。
[0070] 实施例五
[0071] 请参阅图6,并结合参阅图1，图6所示为第五实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿 太阳能电池 I-V曲线。在氮气保护条件下，称取50mg五乙醇鹤，加入1ml下醇，加入磁子，剧烈 揽拌化，揽拌速率为500RPM。揽拌之后经0.22皿的微孔滤膜过滤。用移液枪移取80uL该溶液 滴加到干净的I TO-阳N基板上，进行旋涂，旋涂的参数为3000RPM，30s。旋涂之后转移到烘箱 之中12(TC加热，加热时间为化。之后制备其他层材料，进行器件组装并测试光电性能。在 AM1.5, lOOmW cnf2光照下用KEITOLEY 2400来测试电池的I-V性能曲线，得到电池的短路电 流密度为20.47mA cnf2，开路电压为0.88V，填充因子为0.47，光电转换效率为8.42%。
[0072] 实施例六
[0073] 请参阅图7,并结合参阅图1，图7所示为第六实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿 太阳能电池 I-V曲线。在氮气保护条件下，称取50mg五乙醇鹤，加入1ml乙醇，加入磁子，剧烈 揽拌化，揽拌速率为500RPM。揽拌之后经0.22皿的微孔滤膜过滤。用移液枪移取80uL该溶液 滴加到干净的IT0-阳N基板上，进行旋涂，旋涂的参数为6000RPM，30s。旋涂之后转移到烘箱 之中12(TC加热，加热时间为化。之后制备其他层材料，进行器件组装并测试光电性能。在 AM1.5, lOOmW cnf2光照下用KEITOLEY 2400来测试电池的I-V性能曲线，得到电池的短路电 流密度为21.62mA cnf2,开路电压为0.90V，填充因子为0.76,光电转换效率为14.73%。
[0074] 实施例屯
[0075] 请参阅图8,并结合参阅图1，图8所示为第屯实施方式之基于氧化鹤的柔性巧铁矿 太阳能电池 I-V曲线。在氮气保护条件下，称取50mg五乙醇鹤，加入1ml甲醇，加入磁子，剧烈 揽拌化，揽拌速率为500RPM。揽拌之后经0.22皿的微孔滤膜过滤。用移液枪移取80uL该溶液 滴加到干净的I TO-阳N基板上，进行旋涂，旋涂的参数为3000RPM，30s。旋涂之后转移到烘箱 之中12(TC加热，加热时间为化。之后制备其他层材料，进行器件组装并测试光电性能。在 AMI.5, lOOmW cnf2光照下用KEITOLEY 2400来测试电池的I-V性能曲线，得到电池的短路电 流密度为22.20mA cnf2,开路电压为0.88V，填充因子为0.62,光电转换效率为12.13%。
[0076] 综上所述，本发明采用氧化鹤作为电子提取层，不仅导电性能好、电池性能优、整 体稳定性强，而且采用所述基于氧化鹤的柔性巧铁矿太阳能电池之制备方法操作简单，减 少了电池的制备时间和能源消耗，更加突显出运一绿色能源的独特优势。
[0077] 表一实施例一~实施例屯的光电性能列表
[007引
【主权项】
1. 一种基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，该柔性钙钛矿太阳能电池 包括具有预设电路布置的柔性衬底、设置在所述柔性衬底上的氧化钨电子提取层、设置在 所述氧化钨电子提取层上的有机-无机钙钛矿层、设置在所述有机-无机钙钛矿层上的空穴 传输层以及设置在所述空穴传输层上的金属背电极层。2. 如权利要求1所述的基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的柔性 钙钛矿太阳能电池之柔性衬底为ITO-PEN塑料导电基板。3. 如权利要求1或2所述的基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的 金属背电极层为金属银层。4. 一种权利要求1所述基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池之制备方法，包括： 执行步骤S1:提供具有预设电路布置的柔性衬底； 执行步骤S2:制备氧化钨电子提取层，并将所述氧化钨电子提取层涂覆在所述柔性衬 底上，以在预设温度下进行烘干、冷却及紫外臭氧处理； 执行步骤S3:将钙钛矿溶液设置在所述氧化钨电子提取层上并进行旋涂，经过静置、加 热、冷却后获得有机-无机钙钛矿层； 执行步骤S4:将空穴传输层溶液设置在所述有机-无机钙钛矿层上并进行旋涂，获得空 穴传输层； 执行步骤S5:通过真空蒸镀的方式在所述空穴传输层上设置金属背电极层，以获得所 述基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池。5. 如权利要求4所述基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池之制备方法，其特征在于，所 述具有预设电路布置的柔性衬底的制备方法，进一步包括： 执行步骤S11:采用聚酰亚胺胶带将所述柔性衬底之保护区域覆盖； 执行步骤S12:将Zn粉均匀涂布于待刻蚀的柔性衬底之表面，并在所述Zn粉上施加 HC1 溶液，以进行化学反应； 执行步骤S13:待所述化学反应结束，对所述柔性衬底之表面进行清洁，随后经过乙醇 超声洗涤，并臭氧处理30min备用。6. 如权利要求4所述基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池之制备方法，其特征在于，所 述氧化钨电子提取层的制备，进一步包括： 执行步骤S21:前驱体溶液的配置，具体包括:首先，在氮气保护条件下，称取五乙醇钨， 并加入到有机醇溶液中；然后，在磁转子作用下，室温搅拌2h，搅拌速率为500RPM;最后，搅 拌后经0.22μπι的微孔滤膜过滤备用； 执行步骤S22:旋涂，具体包括:首先，在空气气氛下中，用移液枪移取80uL上述前驱体 溶液，并设置在所述柔性衬底之表面;然后，进行旋涂，旋涂的参数约为3000RPM，30s;最后， 旋涂后在预设温度下进行烘干，加热预设时间后冷却至室温，并经紫外臭氧处理15min。7. 如权利要求4所述基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池之制备方法，其特征在于，所 述有机-无机钙钛矿层的制备，进一步包括： 执行步骤S31:合成碘甲铵，具体包括:首先，在空气气氛下，将57wt. %氢碘酸水溶液缓 慢滴加到等摩尔的33wt.%甲胺的无水乙醇溶液中，在0°C条件下搅拌2h，反应结束后，50°C 旋蒸除去溶剂得到碘甲胺粗产品;然后，将碘甲胺粗产品溶于无水甲醇中，并向其中加入无 水乙醚直至其不再产生白色沉淀为止，过滤得到白色固体;最后，重结晶重复三次，最终得 到的白色固体在真空烘箱中60°C烘干24h，制得碘甲胺，避光保存； 执行步骤S32:制备有机-无机钙钛矿层，具体包括:首先，在空气气氛下，将无水氯化铅 和碘甲胺以摩尔比1:3溶于DMF中，氯化铅的浓度为204mg/mL，每毫升溶液中加入80yL的4-叔丁基吡啶作为添加剂，70°C加热搅拌直至固体完全溶解，用0.22μπι的有机滤膜过滤后得 到纯净的碘氯复合钙钛矿前驱体溶液;然后，在氮气保护下，将钙钛矿溶液设置在所述氧化 钨电子提取层上进行旋涂，旋涂完毕静置五分钟，转移到l〇〇°C的真空烘箱上，加热45min; 最后，加热完毕冷却至室温，即得有机-无机钙钛矿层。8. 如权利要求4所述基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池之制备方法，其特征在于，所 述空穴传输层的制备，进一步包括:首先，在空气气氛下，配制浓度为72.3mg/mL的空穴传输 层的氯苯溶液，加入三种添加剂:分别为520mg/mL锂盐的乙腈溶液、4-叔丁基吡啶和300mg/ mL钴盐的乙腈溶液，三者的体积比为11:18:12,室温下搅拌lh，既得空穴传输层溶液;然后， 在氮气保护下，将空穴传输层溶液设置在所述有机-无机钙钛矿层上;最后，进行旋涂，即得 空穴传输层。9. 如权利要求4所述基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池之制备方法，其特征在于，所 述金属背电极的制备，进一步包括:将已制备氧化钨电子提取层、有机-无机复合钙钛矿层， 以及空穴传输层的柔性衬底设置在真空蒸镀仪中，在气压小于l(T 3Pa时，将金属银加热沉积 到空穴传输层上，即获得基于氧化钨的柔性钙钛矿太阳能电池。
【文档编号】H01L51/46GK105870333SQ201610343743
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月21日
【发明人】马廷丽, 王开, 史彦涛, 翁韬
【申请人】大连理工大学, 营口奥匹维特新能源科技有限公司