一种钙钛矿型太阳能电池及其制备方法

本发明涉及钙钛矿太阳能电池，具体涉及一种钙钛矿型太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells)是一种利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，其具有载流子扩散长度长、光电转换效率较高、制备工艺简单等优点，受到了世人瞩目。然而，现有工艺制备的大面积钙钛矿薄膜的均匀性和致密性较差，会直接影响钙钛矿型太阳能电池的光电转换效率，限制了钙钛矿型太阳能电池的实际应用。

2、因此，开发一种钙钛矿薄膜的均匀性和致密性好、光电转换效率高的钙钛矿型太阳能电池具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种钙钛矿型太阳能电池及其制备方法。

2、本发明所采取的技术方案是：

3、一种钙钛矿型太阳能电池，其组成包括依次设置的玻璃电极、电子传输层、敏化层、钙钛矿薄膜、空穴传输层和金属电极；所述敏化层含有亚锡离子。

4、优选的，所述电子传输层为tio2层、sno2层中的一种。

5、优选的，所述钙钛矿薄膜通过以下方法制成：

6、1)将pbi2溶液沉积在敏化层上，80℃～100℃下退火5min～15min，形成pbi2薄膜；

7、2)将甲基碘化胺(mai)溶液沉积在pbi2薄膜上，110℃～130℃下退火10min～30min，

8、即得钙钛矿薄膜。

9、含亚锡离子(sn2+)的敏化层中的sn2+可以与pbi2溶液中的pb2+形成化学键，并对pb2+产生吸附作用，可以使pbi2溶液在敏化层上铺展得更加均匀，形成的pbi2薄膜的均匀性也随之提高，进而可以提高钙钛矿薄膜在大面积基板上的均匀性和致密性，最终可以显著提高制备得到的钙钛矿型太阳能电池的光电转换效率。

10、优选的，所述空穴传输层的组成成分为2,2′,7,7′-四(n,n-二-对甲氧基苯基胺))9,9′-螺二芴(spiro-ometad)。

11、优选的，所述金属电极的组成成分为金、银、铜中的至少一种。

12、优选的，所述金属电极的厚度为60nm～100nm。

13、一种如上所述的钙钛矿型太阳能电池的制备方法包括以下步骤：

14、1)将沉积有电子传输层的玻璃电极浸入可溶性亚锡盐溶液中进行浸泡，再取出进行干燥，在电子传输层上形成敏化层；

15、2)将钙钛矿材料沉积在敏化层上形成钙钛矿薄膜，再在钙钛矿薄膜上依次沉积空穴传输层和金属电极，即得钙钛矿型太阳能电池。

16、优选的，步骤1)所述可溶性亚锡盐溶液中的可溶性亚锡盐为氟化亚锡、氯化亚锡、乙酸亚锡、硫酸亚锡、酒石酸亚锡、葡萄糖酸亚锡中的至少一种。

17、优选的，步骤1)所述可溶性亚锡盐溶液中的溶剂为水、乙醇、异丙醇中的至少一种。

18、优选的，步骤1)所述可溶性亚锡盐溶液的浓度为9mg/ml～15mg/ml。

19、优选的，步骤1)所述浸泡的时间为3min～5min。

20、优选的，步骤1)所述干燥在室温(25℃±5℃)下进行，干燥时间为5min～20min。

21、优选的，步骤2)所述空穴传输层的制备过程包括以下步骤：将空穴传输层材料用溶剂分散，再在氮气保护下旋涂在钙钛矿薄膜上，静置，即得空穴传输层。

22、本发明的有益效果是：本发明的钙钛矿型太阳能电池中的钙钛矿薄膜的均匀性和致密性好，光电转换效率高，且其制备方法简单，适合进行大规模推广应用。

技术特征：

1.一种钙钛矿型太阳能电池，其特征在于，组成包括依次设置的玻璃电极、电子传输层、敏化层、钙钛矿薄膜、空穴传输层和金属电极；所述敏化层含有亚锡离子。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿型太阳能电池，其特征在于：所述电子传输层为tio2层、sno2层中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的钙钛矿型太阳能电池，其特征在于：所述钙钛矿薄膜通过以下方法制成：

4.根据权利要求1或2所述的钙钛矿型太阳能电池，其特征在于：所述空穴传输层的组成成分为2,2′,7,7′-四(n,n-二-对甲氧基苯基胺))9,9′-螺二芴。

5.根据权利要求1或2所述的钙钛矿型太阳能电池，其特征在于：所述金属电极的组成成分为金、银、铜中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的钙钛矿型太阳能电池，其特征在于：所述金属电极的厚度为60nm～100nm。

7.一种如权利要求1～6中任意一项所述的钙钛矿型太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述可溶性亚锡盐溶液中的可溶性亚锡盐为氟化亚锡、氯化亚锡、乙酸亚锡、硫酸亚锡、酒石酸亚锡、葡萄糖酸亚锡中的至少一种。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述可溶性亚锡盐溶液的浓度为9mg/ml～15mg/ml。

10.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述浸泡的时间为3min～5min。

技术总结
本发明公开了一种钙钛矿型太阳能电池及其制备方法。本发明的钙钛矿型太阳能电池的组成包括依次设置的玻璃电极、电子传输层、敏化层、钙钛矿薄膜、空穴传输层和金属电极，敏化层含有亚锡离子。本发明的钙钛矿型太阳能电池的制备方法包括以下步骤：1)将沉积有电子传输层的玻璃电极浸入可溶性亚锡盐溶液中进行浸泡，再取出进行干燥，在电子传输层上形成敏化层；2)将钙钛矿材料沉积在敏化层上形成钙钛矿薄膜，再在钙钛矿薄膜上依次沉积空穴传输层和金属电极，即得钙钛矿型太阳能电池。本发明的钙钛矿型太阳能电池中的钙钛矿薄膜的均匀性和致密性好，光电转换效率高，且其制备方法简单，适合进行大规模推广应用。

技术研发人员：许雄文,刘宇轩,肖圣宗
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13