一种具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，包括如下步骤：1)在导电衬底表面沉积TiO2薄膜，得到沉积在导电衬底表面的TiO2薄膜；2)将含有机聚合物的钙钛矿前驱液涂覆在所述TiO2薄膜上，退火处理，在所述TiO2薄膜上得到钙钛矿薄膜；3)将空穴传输材料溶于有机溶剂中，得到空穴导电物溶液；4)将所述空穴导电物溶液涂覆在所述钙钛矿薄膜上，形成空穴传输层，再在其上沉积对电极材料，形成对电极材料层，即得到所述具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池。该制备方法简单，通过加入有机聚合物保证了钙钛矿薄膜的均匀性，同时，在潮湿空气中暴露时，不会反应分解，也具有自修复能力，具有高稳定性和重复性。
【专利说明】
一种具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于钙钛矿太阳能电池领域，具体涉及一种具有有机骨架结构的钙钛矿太 阳能电池及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，钙钛矿太阳能电池是太阳能电池研究领域的一个重要课题。钙钛矿太 阳能电池具有转换效率高、制造工艺简单、制造成本低廉的优势，具有很高的商业化价 值。钙钛矿太阳能电池是在透明导电衬底上依次沉积不同的材料形成的，主要的吸光材 料是有机无机杂化的钙钛矿，其化学组分为MX 3, M代表CH3NH' CH3(NH2)2+等有机基团 或Cs+等无机离子，A代表Pb 2+、Sn2+等金属离子，X代表Cl、Br、I等卤素离子。文献报 道的实验室中钙钛矿太阳能电池的最高转换效率已经达到18. 4% (Nam Joong Jeon, Jun Hong Nohj Woon Seok Yang, Young Chan Kim，Seungchan Ryuj Jangwon Seo,Sang Il Seok，Nature，2015, 517, pp476-480)，逼近传统多晶硅电池的实验室纪录（20. 4% )。钙钛 矿太阳能电池的材料沉积基本都使用有机溶液的旋涂或喷涂工艺，制造成本非常低；钙钛 矿太阳能电池的加工温度基本在100摄氏度以下，能量消耗非常低。
[0003] 但是现有的钙钛矿太阳能电池的制造步骤仍然存在优化的空间。现有的钙钛矿太 阳能电池根据器件结构可以分为两大类：无机骨架结构的钙钛矿太阳能电池，平面异质结 结构的钙钛矿太阳能电池。无机骨架结构的钙钛矿太阳能电池需要预先在透明导电衬底上 沉积一层金属氧化物（TiO 2Jl2O3等）纳米颗粒的介孔层，这一步骤要求额外地合成金属氧 化物纳米颗粒，而且介孔层的形成要求400摄氏度以上的退火温度，这些都造成额外的制 造成本（Michael M. Lee, Joel Teuscher, Tsutomu Miyasaka, Takurou N. Murakami, Henry J. Snaith，Science, 2012, 338, pp643-647)。一种平面异质结结构的钙钛矿太阳能电池需要 在透明导电衬底上沉积AX2薄膜后，再与MX溶液反应生成MAX 3结构的钙钛矿材料，这种工 艺被称为两步法（Dianyi Liu, Jinli Yang, Timothy L. Kelly, Journal of the American Chemical Society, 2014, 136, ppl7116-17122)。这样合成钙钛矿材料与一次性沉积钙钛 矿薄膜相比，引入了额外的加工步骤，增加了制造成本和不可控因素。另一种平面异质结 结构的钙钛矿太阳能电池使用含有钙钛矿成分的溶液直接在透明导电衬底上沉积钙钛矿 薄膜，被称为一步法，但是成膜质量不均勾，无法满足大规模生产的技术要求（Huanping Zhou, Qi Chen, Gang Li, Song Luo, Tze-bing Song, Hsin-Sheng Duan, Ziruo Hong, Jingbi You, Yongsheng Liu, Yang Yang,Science, 2014, 345, pp542_546)〇
[0004] 另外，现有的钙钛矿太阳能电池对空气的湿度非常敏感，钙钛矿材料如果暴露 在空气中会与水分子反应而分解，严重地影响钙钛矿太阳能电池的使用寿命（Michael Gratzel，Nature Materials, 2014, 13, pp838_842)〇
[0005] 因此，现有的钙钛矿太阳能电池虽然具有很多优点，但是因为其制造工艺和材料 稳定性的局限性，还没有在光伏发电领域得到普及应用。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种含有机聚合物的钙钛矿前驱液及其制备方法。
[0007] 本发明所提供的含有机聚合物的钙钛矿前驱液，由有机聚合物、MX、AYjP溶剂组 成，其中，M选自有机基团CH 3NH3IP CH 3 (NH2) 2+中的任意一种或无机离子Cs +，A选自金属离 子Pb2+和Sn 2+中的任意一种，X和Y均选自卤素离子。
[0008] 所述有机聚合物具有如下几个特点：（1)具有绝缘性；（2)与所述溶剂相溶；(3) 对光吸收和载流子的运输无影响或影响很小；(4)与所述钙钛矿前驱液中各组分不反应。
[0009] 所述有机聚合物为绝缘性碳链高分子和/或杂链高分子，所述绝缘性碳链高分子 和/或杂链高分子的分子量为200Da-200000Da，所述杂链高分子为主链由碳原子与其他原 子以共价键连接而成的高分子化合物，所述其他原子具体可选自N、0和S中的至少一种。
[0010] 所述有机聚合物具体可选自聚乙二醇和聚乙烯醇中至少一种，优选为聚乙二醇， 所述聚乙二醇的分子量为200Da-200000Da，具体可为20000Da。
[0011] 所述溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、二甲基桠楓和γ -羟基丁酸内酯中的至少一种。
[0012] 所述卤素离子选自Cl、Br和I等中的任意一种。
[0013] 所述MX和所述AY2的摩尔比为（1-3): 1，具体可为3:1。
[0014] 所述含有机聚合物的钙钛矿前驱液中所述有机聚合物的摩尔分数为0. 0005mol/ L-0. 004mol/L，具体可为 0· 001mol/L。
[0015] 所述含有机聚合物的钙钛矿前驱液中所述MX的摩尔分数为lm〇l/L-3m 〇l/L。
[0016] 本发明所提供的含有机聚合物的钙钛矿前驱液的制备方法，包括如下步骤：将所 述有机聚合物、所述MX和所述AY 2按所述比例溶于所述溶剂中，混合搅拌均匀，即可制备得 到所述含有机聚合物的钙钛矿前驱液。
[0017] 本发明的再一个目的在于提供一种含有机聚合物的钙钛矿薄膜及其制备方法。
[0018] 本发明所提供的一种含有机聚合物的钙钛矿薄膜的制备方法，包括如下步骤：在 衬底上涂覆所述含有机聚合物的钙钛矿前驱液，退火处理，即可在所述衬底上得到所述含 有机聚合物的钙钛矿薄膜。
[0019] 上述制备方法中，所述退火处理的温度为60-1KTC，时间为50-80分钟。
[0020] 所述含有机聚合物的钙钛矿薄膜的厚度为200-400纳米。
[0021] 此处所述含有机聚合物的钙钛矿薄膜中的钙钛矿只是针对和钙钛矿结构类似的 物质，并不实指钙钛矿。
[0022] 本发明所制备得到的含有机聚合物的钙钛矿薄膜也属于本发明的保护范围。
[0023] 本发明的另一个目的在于提供一种具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池及其 制备方法。
[0024] 本发明所提供的具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步 骤：
[0025] 1)在导电衬底表面沉积TiO2薄膜，作为空穴阻挡层，得到沉积在导电衬底表面的 TiO2薄膜；
[0026] 2)将所述含有机聚合物的钙钛矿前驱液涂覆在所述TiO2薄膜上，退火处理，即可 在所述TiO2薄膜上得到含有机聚合物的钙钛矿薄膜；
[0027] 3)将空穴传输材料溶于有机溶剂中，得到空穴导电物溶液；
[0028] 4)将所述空穴导电物溶液涂覆在所述钙钛矿薄膜上，形成空穴传输层，再在其上 沉积对电极材料，形成对电极材料层，即得到所述具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池。
[0029] 上述制备方法中，步骤1)中，所述导电衬底具体可为FTO玻璃或ITO玻璃。
[0030] 所述在导电衬底表面沉积TiO2薄膜具体可按如下步骤进行：将含钛盐的溶液旋涂 或喷涂在所述导电衬底表面，干燥后，高温退火，即可得到所述TiO 2薄膜。
[0031] 所述含钛盐的溶液中的钛盐具体可为二（乙酰丙酮基）钛酸二异丙酯。
[0032] 所述含钛盐的溶液中的溶剂具体可为异丙醇和乙醇中至少一种。
[0033] 所述含钛盐的溶液中钛盐的质量分数为30% -80%。
[0034] 所述含钛盐的溶液具体可为二（乙酰丙酮基）钛酸二异丙酯的异丙醇溶液，质量 分数为30 % -80 %，具体为75 %。
[0035] 所述高温退火的温度为400-500°C，具体可为450°C ;时间为15-30分钟。
[0036] 所述TiO2薄膜的厚度为20-50纳米。
[0037] 所述导电衬底在使用之前，还包括对其进行清洗的步骤，具体可依次在去离子水、 丙酮和乙醇中超声清洗，为了提高衬底表面浸润性，还可对所述导电衬底进行等离子体清 洗。
[0038] 上述制备方法中，步骤2)中，所述退火处理的温度为50-150°C，时间为40-70分 钟。
[0039] 所述钙钛矿薄膜的厚度为200-400纳米。
[0040] 上述制备方法中，步骤3)中，所述空穴传输材料可为本领域技术人员制备 钙钛矿太阳能电池常用的空穴传输材料，如有机聚合物；所述有机聚合物具体可为 spiro-OMeTAD，购自奥匹维特公司。
[0041] 所述空穴导电物溶液中空穴传输材料的摩尔分数为70-80mg/ml，所述有机溶剂具 体可选自氯苯和二氯苯中至少一种。
[0042] 为了提高所述空穴导电物溶液的导电率，还可向其中添加增加其导电率的物质， 如：4_叔丁基吡啶、双三氟甲烷磺酰亚胺锂（Li-TFSI)乙腈溶液（具体浓度可为520mg/mL) 等。
[0043] 上述制备方法中，步骤4)中，所述将空穴导电物溶液涂覆在所述钙钛矿薄膜上具 体可按如下方法制备：用旋涂或喷涂将所述空穴导电物溶液涂覆在所述钙钛矿薄膜表面。
[0044] 所述空穴传输层的厚度为100-300纳米。
[0045] 为了提高所述空穴传输层的导电率，还包括对所述空穴传输层进行氧化的步骤， 所述氧化是在黑暗的空气中进行的，所述氧化的温度为20-60°C，时间为6-12h。
[0046] 所述沉积对电极材料具体可将金属材料通过热蒸镀方法沉积在所述空穴传输材 料表面，所述金属材料具体可选自如下至少一种：金、银和钼等。
[0047] 所述对电极材料层的厚度为60-100纳米。
[0048] 本发明所制备得到的具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池也属于本发明的保 护范围。
[0049] 本发明所制备得到的具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池在I. 5AM标准太阳 光照下，开路电压最高能达到1. IV，短路电流密度最高能达到22mA/cm2,填充因子最高能达 到72%，光电转换效率最高能达到16%。
[0050] 本发明在钙钛矿材料中加入改性材料（有机聚合物），使钙钛矿材料在潮湿的环 境下能够长时间保持稳定。即使长时间暴露在潮湿的空气中和标准太阳光照下，钙钛矿太 阳能电池的性能都不发生衰减，同时，钙钛矿薄膜在受到应变时不会发生损伤。最终，改善 钙钛矿材料的成膜质量，使用含有钙钛矿成分的溶液在衬底上直接形成均匀的薄膜，降低 制造成本，实现大规模生产。
[0051] 本发明通过在制备钙钛矿薄膜的前驱液中加入一定浓度的有机聚合物，例如：聚 乙二醇等。在前驱液反应生成钙钛矿的过程中，同时形成有机聚合物的骨架层，保证了薄膜 的平整度和均匀性。同时有机聚合物的官能团能够与空气中的水分子结合，防止钙钛矿与 水分子反应而分解，提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性和使用寿命。
[0052] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0053] (1)常见的无机骨架结构的钙钛矿太阳能电池需要预先在衬底上沉积无机介孔薄 膜，它由无机材料的纳米颗粒组成。生产纳米颗粒的过程，需要复杂的工艺（例如研磨、旋 蒸、分散等）。形成介孔薄膜的过程，是将纳米颗粒配制成分散均匀的浆料，涂在衬底上，再 高温退火处理。其中配制浆料需要多种添加剂（例如造孔剂、分散剂、粘结剂、表面活性剂 等），过程繁琐；高温退火温度往往超过400°C，能耗较高。而本发明涉及的钙钛矿太阳能电 池，省略了制备纳米颗粒浆料、高温退火等诸多步骤，大大简化了制备工艺；
[0054] (2)常见的平面异质结结构的钙钛矿太阳能电池中的钙钛矿薄膜表面起伏很大， 厚度不均匀，存在短路的风险，电池的可重复性不高，难以实现大面积的组件。本发明涉及 的钙钛矿太阳能电池，在形成钙钛矿薄膜的过程中，前驱液中的有机聚合物会自发形成支 撑骨架，保证了钙钛矿薄膜的均匀性；
[0055] (3)本发明涉及的含有机聚合物的钙钛矿薄膜，即使暴露在潮湿的空气中，也不会 与水分子反应分解。同时含有机聚合物的钙钛矿薄膜在经过超声水雾湿润之后，会逐渐恢 复原状，这种自修复能力来源于有机聚合物中的官能团与水分子的相互作用。本发明制备 的有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池持续暴露在潮湿的空气中和标准太阳光照下，各项性 能指标都没有明显的衰减，说明有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池的稳定性和可重复性远 优于其他结构的钙钛矿太阳能电池。
【附图说明】
[0056] 图1为具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池结构示意图和其他钙钛矿太阳能 电池结构示意图。
[0057] 图2为制备具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池的工艺流程图。
[0058] 图3为实施例1中含有聚乙二醇的钙钛矿薄膜的顶视图（b)和截面图（d)的扫描 电子显微镜照片和不含聚乙二醇骨架层的钙钛矿薄膜的顶视图（a)和截面图（c)的扫描电 子显微镜照片，其中HTM，Pk，FTO分别指空穴传输层Spiro-OMeTAD，钙钛矿薄膜，掺氟的氧 化锡导电薄膜。
[0059] 图4为实施例1中聚乙二醇在钙钛矿薄膜中的分布图，其中，用氧元素来代表聚乙 二醇单体的分布。
[0060] 图5为实施例1中含有机聚合物的钙钛矿薄膜被超声水雾润湿后，钙钛矿材料逐 渐自发回复原状的过程。
[0061] 图6为实施例1中含有机聚合物的钙钛矿薄膜被超声水雾润湿后，相应的电池器 件在自修复过程中，在I. 5AM标准太阳光光照下电流电压响应曲线。
[0062] 图7为实施例1中含有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池在I. 5AM标准太阳光光 照下电流电压响应曲线。
[0063] 图8为实施例1中含有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池连续2小时处于I. 5AM标 准太阳光照，30rh的湿度下电池的各项性能指标（短路电流密度、转化效率）随光照时间的 变化情况。
【具体实施方式】
[0064] 下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此，凡在本 发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范 围之内。
[0065] 下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如 无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0066] 实施例1、制备具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池：
[0067] 1)把FTO玻璃分别在去离子水、丙酮和乙醇中超声清洗20min，再把FTO玻璃放入 等离子体清洗机中，在空气的气氛下，以2〇 SCCm的空气流量，在功率90W下处理30秒；
[0068] 2)将含75wt %的二（乙酰丙酮基）钛酸二异丙酯的异丙醇溶液用乙醇稀释39倍， 以2000r/min在FTO玻璃表面旋涂30s，待干燥后，450°C下退火处理20分钟，形成厚度为 50纳米致密TiO 2薄膜；
[0069] 3)将CH3NH3I与？1^12用N，N-二甲基甲酰胺（DMF)溶解得到混合溶液，使两者在 混合溶液中的摩尔浓度分别为3mol/L和lmol/L，再向每毫升混合溶液中加入20mg的聚乙 二醇（分子量20000Da)，使其摩尔浓度为0. 001m〇l/L，搅拌均匀。把制备好的含有聚乙二醇 的钙钛矿前驱液以4000r/min在覆有致密TiO 2薄膜的FTO玻璃上旋涂30秒，依次用60°C 退火45分钟，105°C退火65分钟，60°C退火4小时，形成厚度为400纳米的钙钛矿薄膜；
[0070] 4)取80mg的spiro-OMeTAD，用ImL氯苯溶解，再添加30 μ L的4-叔丁基吡啶和 20 μ L浓度为520mg/mL的双三氟甲烷磺酰亚胺锂（Li-TFSI)乙腈溶液，混合均勾，得到空穴 导电物溶液，并将其以3000r/min在钙钛矿薄膜上旋涂30s，置于黑暗的空气中氧化10小时 左右，得到200纳米的空穴传输层。最后热蒸镀IOOnm厚的金电极，完成钙钛矿太阳能电池 的制备。
[0071] 步骤3)中的含有机聚合物的钙钛矿薄膜的顶视图和截面图的扫描电子显微镜照 片如图3所示，从图3可得知：在不包含聚合物的钙钛矿薄膜显示出很大的粗糙度，甚至出 现很多孔洞。然而，在加入聚合物之后，薄膜均匀度得到极大的改善。
[0072] 聚乙二醇在钙钛矿薄膜中的分布如图4所示，从图4可得知：聚合物均匀分布与整 个钙钛矿薄膜中，氧元素代表聚乙二醇单体。
[0073] 钙钛矿薄膜在被超声水雾湿润之后的材料自修复过程及相应电池器件的测试结 果如图5和图6所示，从图5和图6可得知：图5中的上面一排4张图片是含有有机聚合物 骨架的钙钛矿薄膜，图5中的下面一排4张图片是不含有有机聚合物骨架的钙钛矿薄膜，图 5 (a)为雾化前，图5 (b)为刚雾化后，图5 (c)为雾化结束后1分钟，图5 (d)为雾化结束后2 分钟。从图5中的上面一排4张图片可看出经过水蒸气处理后的钙钛矿薄膜，颜色变白，对 应效率变低，经过一段时间自修复之后，钙钛矿颜色恢复到黑色，效率又回到了初始值。从 图5中的下面一排4张图片可看出雾化后钙钛矿薄膜发生分解出现黄色物质，且不能恢复 到初始状态。
[0074] 为了作对比，我们完全按实施例1中步骤，除了在步骤3)中不添加有机聚合物， 制备得到了不含有机骨架的钙钛矿太阳能电池，并进行了相应的对比测试，从图7的电流 电压响应曲线可得知：制备得到的含有机骨架的钙钛矿太阳能电池的开路电压最高能达到 1. IV，短路电流密度最高能达到22mA/cm2,填充因子最高能达到72%，光电转换效率最高能 达到16%。
[0075] 图8为太阳能电池连续10小时处于I. 5AM标准太阳光照下各项性能指标（效率、 短路电流密度）随光照时间的变化情况，其中，图8中的纵坐标为效率和短路电流密度的归 一化后的相对值，最大的效率和电流统一到1，从图8可得知：不含有机骨架的钙钛矿太阳 能电池的光电效率和短路电流密度在2小时之内衰减到很低；而含有机骨架的钙钛矿太阳 能电池在10小时之内光电效率和短路电流密度都没有发生明显衰减。
【主权项】
1. 一种含有机聚合物的钙钛矿前驱液，由有机聚合物、MX、AY 2和溶剂组成，其中，Μ选 自有机基团CH3NH3+和CH 3 (ΝΗ2) 2+中的任意一种或无机离子Cs +，Α选自金属离子Pb2+和Sn 2+ 中的任意一种，X和Y均选自卤素离子； 所述有机聚合物具有如下几个特点：（1)具有绝缘性；（2)与所述溶剂相溶；（3)对光 吸收和载流子的运输无影响或影响很小；(4)与所述钙钛矿前驱液中各组分不反应。2. 根据权利要求1所述的钙钛矿前驱液，其特征在于：所述有机聚合物为绝缘性 碳链高分子和/或杂链高分子，所述绝缘性碳链高分子和/或杂链高分子的分子量为 200Da-200000Da，所述杂链高分子为主链由碳原子与其他原子以共价键连接而成的高分子 化合物，所述其他原子选自N、0和S中的至少一种； 所述有机聚合物选自聚乙二醇和聚乙烯醇中的至少一种； 所述溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、二甲基桠楓和γ-羟基丁酸内酯中的至少一种； 所述卤素离子选自Cl、Br和I中的任意一种； 所述MX和所述AY2的摩尔比为（1-3) : 1 ; 所述含有机聚合物的钙钛矿前驱液中所述有机聚合物的摩尔分数为〇. 〇〇〇5mol/ L-〇. 004mol/L ； 所述含有机聚合物的钙钛矿前驱液中所述MX的摩尔分数为lm〇l/L-3m〇l/L。3. 权利要求1或2所述的含有机聚合物的钙钛矿前驱液的制备方法，包括如下步骤： 将所述有机聚合物、所述MX和所述AY2按所述比例溶于所述溶剂中，混合搅拌均匀，即制备 得到所述含有机聚合物的钙钛矿前驱液。4. 一种含有机聚合物的钙钛矿薄膜的制备方法，包括如下步骤：在衬底上涂覆权利要 求1所述的含有机聚合物的钙钛矿前驱液，退火处理，即在所述衬底上得到所述含有机聚 合物的钙钛矿薄膜。5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述退火处理的温度为60-110°C，时 间为50-80分钟； 所述含有机聚合物的钙钛矿薄膜的厚度为200-400纳米。6. 权利要求4或5所述方法而得到的钙钛矿薄膜。7. -种具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤： 1) 在导电衬底表面沉积Ti02薄膜，得到沉积在导电衬底表面的Ti02薄膜； 2) 将权利要求1所述的含有机聚合物的钙钛矿前驱液涂覆在所述Ti02薄膜上，退火处 理，在所述Ti0 2薄膜上得到钙钛矿薄膜； 3) 将空穴传输材料溶于有机溶剂中，得到空穴导电物溶液； 4) 将所述空穴导电物溶液涂覆在所述钙钛矿薄膜上，形成空穴传输层，再在其上沉积 对电极材料，形成对电极材料层，即得到所述具有有机骨架结构的钙钛矿太阳能电池。8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述导电衬底为FTO玻 璃或ITO玻璃； 所述在导电衬底表面沉积Ti02薄膜按如下步骤进行：将含钛盐的溶液旋涂或喷涂在所 述导电衬底表面，干燥后，高温退火，得到所述Ti02薄膜。9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述含钛盐的溶液中的钛盐为二 (乙酰丙酮基）钛酸二异丙酯； 所述含钛盐的溶液中的溶剂为异丙醇和乙醇中的至少一种； 所述含钛盐的溶液中钛盐的质量分数为30% -80%。10. 根据权利要求7-9中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述高温退 火的温度为400-500°C ;时间为15-30分钟； 所述Ti02薄膜的厚度为20-50纳米； 所述导电衬底在使用之前，还包括对其进行清洗的步骤，依次在去离子水、丙酮和乙醇 中超声清洗，并用等离子体清洗； 步骤2)中，所述退火处理的温度为60-110°C，时间为50-80分钟； 所述含有机聚合物的钙钛矿薄膜的厚度为200-400纳米； 步骤3)中，所述空穴传输材料为有机聚合物，所述有机聚合物为spiro-OMeTAD ; 所述空穴导电物溶液中所述空穴传输材料的摩尔分数为70-80mg/ml，所述有机溶剂选 自氯苯和二氯苯中至少一种； 步骤4)中，所述将空穴传输材料涂覆在所述钙钛矿薄膜上按如下方法制备：用旋涂或 喷涂将所述空穴导电物溶液涂覆在所述钙钛矿薄膜表面； 所述空穴传输层的厚度为100-300纳米； 步骤4)中，还包括对所述空穴传输层进行氧化的步骤，所述氧化是在黑暗的空气中进 行的，所述氧化的温度为20-60°C，时间为6-12h ; 所述沉积对电极材料为将金属材料通过热蒸镀方法沉积在所述空穴传输材料表面，所 述金属材料选自如下至少一种：金、银和钼； 所述对电极材料层的厚度为60-100纳米。11. 权利要求7-10中任一项所述的方法制备得到的具有有机骨架结构的钙钛矿太阳 能电池。
【文档编号】H01L51/46GK106033797SQ201510111505
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月13日
【发明人】赵清, 俞大鹏, 赵怡程, 李恒, 魏静, 严引
【申请人】北京大学