[發明專利]基于鈣鈦礦相有機金屬鹵化物的太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201410579487.3
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104393177A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 姚冀眾
• 申請（專利權）人: 姚冀眾;顏步一
• 主分類號: H01L51/44
• 分類號: H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于鈣鈦礦相有機金屬鹵化物的太陽能電池，從下至上依次包括襯底、電子傳輸層、鈣鈦礦相有機金屬鹵化物半導體層、空穴傳輸層和對電極層，其特征在于，所述電子傳輸層為致密二氧化鈦納米薄膜，所述致密二氧化鈦納米薄膜的表面粗糙度小于20nm。

2.如權利要求1所述的基于鈣鈦礦相有機金屬鹵化物的太陽能電池，其特征在于，所述電子傳輸層的厚度為150～350nm。

3.如權利要求2所述的基于鈣鈦礦相有機金屬鹵化物的太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦相有機金屬鹵化物為CH₃NH₃PbI_3-nCl_n，n為0.005～0.1。

4.一種如權利要求1～3中任意一項權利要求所述的太陽能電池的制備方法，包括在襯底上依次制備電子傳輸層、鈣鈦礦相有機金屬鹵化物半導體層、空穴傳輸層和對電極層，其特征在于，通過如下步驟制備所述電子傳輸層：

對襯底進行表面處理，然后使二氧化鈦的乙醇溶液在經表面處理的襯底上成膜并進行煅燒，即得到致密二氧化鈦納米薄膜。

5.如權利要求4所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述煅燒溫度為450～600℃。

6.如權利要求4所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦相有機金屬鹵化物半導體層通過如下步驟制備得到：

(1)在所述的電子傳輸層上鋪展PbX₂的DMF溶液，干燥后形成PbX₂層，所述PbX₂為PbI₂，或為PbCl₂和PbI₂的混合物；

(2)將PbX₂層置于CH₃NH₃Y的2-丙醇溶液中浸泡20～60s，取出后在CH₃NH₃Y飽和氣氛中進行退火處理即得到鈣鈦礦相有機金屬鹵化物半導體層，退火處理溫度為100～150℃，時間為下的10～25min；

當PbX₂為PbI₂時，CH₃NH₃Y為CH₃NH₃Cl；當PbX₂為PbCl₂和PbI₂的混合物時，CH₃NH₃Y為CH₃NH₃I。

7.如權利要求6所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中先將步驟(1)形成的PbX₂層在2-丙醇溶液中浸泡1～2s后再置于CH₃NH₃Y的2-丙醇溶液。

8.如權利要7所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，當X為Cl時，所述步驟(1)中PbX₂的DMF溶液中PbX₂的濃度為0.5～1.5mol/L。

9.如權利要求8所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，當CH₃NH₃Y為CH₃NH₃Cl和CH₃NH₃I的混合物時，CH₃NH₃Cl的和CH₃NH₃I的摩爾比為1:(1～9)。

10.如權利要7所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述CH₃NH₃Y的2-丙醇溶液中CH₃NH₃Y的濃度為5～15mg/ml。