一种交联富勒烯体异质结的钙钛矿型太阳能电池的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于属于太阳能电池领域，尤其涉及一种交联富勒烯体异质结的钙钛矿型 太阳能电池的制备方法。
【背景技术】
[0002] 体异质结太阳能电池以其高效的电子空穴传输特性受到众多研究者的青睐，这种 体异质结的器件结构广泛用于有机太阳能电池和燃料敏化电池中，然而在钙钛矿太阳能电 池中通常采用平面异质结器件结构，这种平面异质结结构在一定程度上限制了电池器件的 光电流的传输，制约了电池器件能量转化效率的进一步提升。
[0003] 另外，较短的载流子迀移长度在一定程度上制约了平面异质结钙钛矿太阳能电池 效率的提升，目前短路电流密度通常在18-20mA/cm 2,很多科学研究者提出了介空结构克服 这一技术问题，在短路电流密度上确实有所增加，然而其繁杂苛刻的制备条件增加的器件 制备的成本，介空的制备需要500°C高温更是制约很多廉价材料的使用。而体异质结钙钛矿 太阳能的电池的出现很好的解决了这一问题，很大程度上缩短了电子和空穴的传输距离， 很好的提升了电池器件的短路电流密度，进而使电池器件的能量转化效率得到了很大的提 升。
【发明内容】
[0004] 解决的技术问题:针对现有的平面异质结钙钛矿太阳能存在的限制光电流的传输 以及制约电池器件能量转化效率的缺点，本发明提供一种交联富勒烯体异质结的钙钛矿型 太阳能电池的制备方法。
[0005] 技术方案:一种交联富勒稀体异质结的钙钛矿型太阳能电池的制备方法，制备步 骤如下： (1) 将甲基鹏化铵、氯化铅、[6,6]-phenyl-C61_butyric styryl dendron ester溶于 二甲基甲酰胺中，搅拌5-8h，制成30wt%的钙钛矿二甲基甲酰胺溶液； (2) 将PEDOT: PSS溶液采用旋涂、喷墨打印或卷对卷方法加工在衬底基片上，再在95-140°C，于空气中退火，形成固化的阳极修饰层； (3) 将(1)中得到的钙钛矿二甲基甲酰胺溶液采用旋涂、喷墨打印或卷对卷等方法加工 到(2)中得到的阳极修饰层上，再在100°C下退火处理，得到均匀固化的体异质结感光层； (4) 将[6,6]_苯基-C61-丁酸甲酯采用旋涂、喷墨打印或卷对卷等方法加工到(3)中得 到的体异质结感光层上，得到均匀的电子传输层； (5) 在(4)中得到的电子传输层上采用蒸镀或者喷墨打印方法加工阴极电极，即得交联 富勒烯体异质结的钙钛矿型太阳能电池。
[0006] 上述所述的步骤(2)中的衬底基片为硬性或柔性的IT0、FT0导电薄膜基片。
[0007]上述所述的步骤(2)中阳极修饰层的厚度为40-50nm。
[0008]上述所述的步骤(3)中体异质结感光层的厚度为200-300nm。
[0009]上述所述的电子传输层的厚度为40-50nm。
[0010] 上述所述的步骤(5)中的阴极电极为Ag、Al或Au，电极厚度为60-100nm。
[0011] 有益效果:本发明提供的一种交联富勒烯体异质结的钙钛矿型太阳能电池的制备 方法，具有以下有益效果： 1. 本发明的制备方法采用旋涂、喷墨打印或者卷对卷印刷方法加工交联富勒烯体异 质结钙钛矿型太阳能电池，相比传统方法制备得到的太阳能电池，该方法制备得到的太阳 能电池性能好，器件稳定性得到很好的提升，使用1000 h后器件性能衰减在10%以内； 2. 本发明的制备方法在大规模生产中具有成本优势，同时对衬底无严格的要求，更有 利于制备大面积、柔性可弯曲的器件； 3. 本发明制备得到的交联富勒烯体异质结结构的钙钛矿太阳能电池，实现了钙钛矿层 的功函可调，从而可以实现钙钛矿层与更多传输材料相匹配的优点，进而增加了廉价传输 材料的可选择空间，很好的降低了器件的制作成本； 4. 本发明的制备方法很好的改善了传统钙钛矿层在结晶过程中的覆盖率较低和结晶 度不好的问题，利用交联富勒烯材料在退火时可以很好的交联，进而优化钙钛矿材料结晶 的特点，同时提高了钙钛矿层薄膜结晶时的覆盖率，很好的提高了电池器件对太阳光的吸 收，实现了较大电流的太阳能电池器件的制备； 5. 本发明的制备方法具有高效的重复率，进而推动了工业化的生产。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明制备得到的交联富勒烯体异质结钙钛矿型太阳能电池的结构示意 图。
【具体实施方式】
[0013] 以下实施例中使用的[6,6]-phenyl-C61-butyric styryl dendron ester由台湾 交通大学许千树课题组提供，ITO玻璃基底和柔性基底购于中国南玻集团股份有限公司， PEDOT: PSS购于德国的Heraeus公司，碘化铅、甲基碘化胺、[6，6 ]-苯基-C61-丁酸甲酯和Ag 购于百灵威科技有限公司。
[00M] 实施例1 一种交联富勒烯体异质结的钙钛矿型太阳能电池的制备方法，该制备方法的制备步骤 如下： (1) 将256mg的甲基碘化铵、149mg的氯化铅、6mg的[6，6]-phenyl-C61-butyric styryI dendron ester溶于二甲基甲酰胺中，搅拌5h，制成30wt%的f丐钛矿二甲基甲酰胺溶 液； (2) 将PED0T:PSS溶液在转速为4500rpm下旋转40s旋涂在ITO玻璃基底上，再在100°C， 于空气中退火20min，形成厚度为45nm的固化的阳极修饰层； (3) 将（1)中得到的钙钛矿二甲基甲酰胺溶液在转速为4000rpm下旋转40s旋涂在(2)中 得到的阳极修饰层上，再在l〇〇°C下退火处理，得到均匀固化的厚度为250nm的体异质结感 光层； (4) 将[6,6]_苯基-C61-丁酸甲酯在转速为2000rpm下旋转40s旋涂在(3)中得到的体异 质结感光层上，得到均匀的厚度为45nm的电子传输层； (5)在(4)中得到的电子传输层上采用蒸镀的方法加工阴极电极Ag，阴极电极Ag的厚度 为lOOnm，即得交联富勒烯体异质结的钙钛矿型太阳能电池。
[0015] 实施例2 一种交联富勒烯体异质结的钙钛矿型太阳能电池的制备方法，该制备方法的制备步骤 如下： (1) 将256mg的甲基碘化铵、149mg的氯化铅、6mg的[6，6]-phenyl-C61-butyric styryI dendron ester溶于二甲基甲酰胺中，搅拌5h，制成30wt%的f丐钛矿二甲基甲酰胺溶 液； (2) 将PED0T:PSS溶液在转速为4500rpm下旋转40s旋涂在ITO柔性基底上，再在100°C， 于空气中退火20min，形成固化的厚度为45nm的阳极修饰层； (3) 将（1)中得到的钙钛矿二甲基甲酰胺溶液在转速为4000rpm下旋转40s旋涂在(2)中 得到的阳极修饰层上，再在l〇〇°C下退火处理，得到均匀固化的厚度为250nm的体异质结感 光层； (4) 将[6,6]_苯基-C61-丁酸甲酯在转速为2000rpm下旋转40s旋涂在(3)中得到的体异 质结感光层上，得到均匀的厚度为45nm的电子传输层； (5) 在(4)中得到的电子传输层上采用蒸镀的方法加工阴极电极Ag，阴极电极Ag的厚度 为100nm，即得交联富勒烯体异质结的钙钛矿型太阳能电池。
[0016] 实施例3 一种交联富勒烯体异质结