新型介孔结构钙钛矿太阳能电池及其制备方法与流程

文档序号:12788258阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种新型介孔结构钙钛矿太阳能电池,其特征是,该电池自下而上分别为FTO导电玻璃层、氧化钛致密层、多孔层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和金属电极,所述多孔层是上转换材料多孔层。

2.根据权利要求1所述的新型介孔结构钙钛矿太阳能电池,其特征是,所述上转换材料多孔层为Er/Yb-NaYF4纳米颗粒,纳米颗粒的粒径在20-30nm,上转换材料多孔层厚度为290-310nm。

3.根据权利要求1所述的新型介孔结构钙钛矿太阳能电池,其特征是,所述的空穴传输层为spiro-OMeTAD,所述空穴传输层的厚度为 140-160nm。

4.根据权利要求1所述的新型介孔结构钙钛矿太阳能电池,其特征是,所述钙钛矿吸收层是CH3NH3PbI3,所述钙钛矿吸收层厚为400-600nm。

5.根据权利要求1所述的新型介孔结构钙钛矿太阳能电池,其特征是,所述氧化钛致密层厚度为15-25 nm。

6.一种新型介孔结构钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征是,包括以下步骤:

①选择FTO作为衬底材料,然后对择FTO进行清洗,然后用N2吹干;

②在乙醇中加入乙酰丙酮、盐酸以及钛酸异丙酯,搅拌均匀后获得钛酸异丙酯溶液,将配制好的钛酸异丙酯溶液旋涂在洗干净的FTO玻璃上,然后烘干烧结得到氧化钛致密层;

③在甲苯中加入Er/Yb-NaYF4纳米颗粒,超声处理后获得分散均匀的Er/Yb-NaYF4溶液,将Er/Yb-NaYF4溶液旋涂在氧化钛致密层上,然后加热去除残余有机物,得到上转换材料多孔层;

④将摩尔比1:1的PbI2粉末和CH3NH3PbI3晶体溶解在的N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜混合溶剂中搅拌后得到CH3NH3PbI3钙钛矿前驱溶液,然后将钙钛矿前去溶液旋涂在上转换材料多孔层上,旋涂完毕后将样品至于加热板上100℃退火,得到钙钛矿吸收层;

⑤在氯苯和乙腈的混合溶液中依次加入spiro-OMeTAD、Li-TFSI和叔丁基吡啶,室温下磁力搅拌,配制成HTM溶液;将配制好的HTM溶液旋涂到钙钛矿吸收层上,然后将样品取出手套箱,放置在密闭的干燥器内过夜氧化,得到空穴传输层;

⑥高真空镀膜仪的腔室真空达到1×10-3Pa后,在上述制备完成的样品上热蒸发沉积金属电极。

7.根据权利要求6所述的一种新型介孔结构钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征是,在所述步骤④中,将钙钛矿前驱溶液旋涂在多孔层上,旋涂过程为两个阶段,低速阶段转速为800r/min,时间为20s,高速阶段转速为4000 r/min,时间为40s;当转速达到4000r/min约10s后,用移液器量取500ul氯苯对旋转的钙钛矿层进行冲淋,旋涂完毕后,将样品至于加热板上100℃退火10min。

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