[發(fā)明專利]一種基于Cs2SnI6＆CH3NH3PbI3體異質(zhì)結(jié)的太陽能電池的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611202586.5
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106653927B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜亞南;曹丙強
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南大學
• 主分類號: H01L31/0745
• 分類號: H01L31/0745;H01L31/18
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè))37240
• 代理人: 李茜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于薄膜太陽能電池制備的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于 Cs₂SnI₆&CH₃NH₃PbI₃體異質(zhì)結(jié)的太陽能電池的制備方法。

背景技術(shù)

鈣鈦礦材料為吸光層的太陽能電池已成為效率提升最迅速的一類新型電池，效率已突破20％。立方相的Cs₂SnI₆是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)CsSnI₃的氧化態(tài)，具有較高的載流子濃度和遷移率，在空氣中可以穩(wěn)定存在，可作為空穴傳輸材料，與有機空穴傳輸材料(spiro-OMeTAD、P3HT) 相比無機的Cs₂SnI₆具有穩(wěn)定性高、制備簡單、無污染、無毒的優(yōu)勢。

傳統(tǒng)鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)中界面產(chǎn)生較多缺陷使電子空穴在界面處發(fā)生復(fù)合，影響電流的輸出進一步影響電池的光電轉(zhuǎn)化效率。體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池與常規(guī)的平面異質(zhì)結(jié)太陽能電池相比，簡化了電池結(jié)構(gòu)和制備工藝，減少了界面缺陷提高了光電轉(zhuǎn)化效率，使大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)存的技術(shù)不足，提供一種基于 Cs₂SnI₆& CH₃NH₃PbI₃體異質(zhì)結(jié)的太陽能電池的制備方法。

本發(fā)明公開了一種Cs₂SnI₆作為空穴傳輸層材料、CH₃NH₃PbI₃作為吸光層材料的體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法及光電轉(zhuǎn)換性能的表征。

本發(fā)明的Cs₂SnI₆鈣鈦礦變體材料及Cs₂SnI₆&CH₃NH₃PbI₃體異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法為：(1)Cs₂SnI₆鈣鈦礦變體材料的制備方法：SnI₄的乙醇溶液與CsI的DMF溶液混合靜置，析出Cs₂SnI₆晶體，過濾干燥備用。(2)Cs₂SnI₆&CH₃NH₃PbI₃體異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法：首先在FTO透明導(dǎo)電玻璃上旋涂Cs₂SnI₆、 CH₃NH₃PbI₃混合溶液，退火使晶粒進一步長大；再旋涂一層PCBM薄膜，作為電子傳輸層；然后旋涂一層BCP電極修飾層，最后通過真空熱蒸發(fā)蒸鍍一層背電極，

上述方法的具體步驟如下：

(1)Cs₂SnI₆粉末制備：SnI₄粉末溶解在溫熱乙醇溶液中，Cs I 粉末溶解在DMF溶液中，將上述溶液混合靜置析出Cs₂SnI₆晶體，過濾干燥；(2)將FTO透明導(dǎo)電玻璃切成1.6×1.7cm的基片，接著用堿液超聲清洗30-60min，再用酒精超聲清洗30-60min，最后用蒸餾水超聲清洗10-30min，然后放入烘干箱干燥以備用；

(3)將PbI₂、CH₃NH₃I粉末按1:1摩爾比溶于二甲基甲酰胺(DMF) 中，70℃攪拌5h得前驅(qū)體溶液；

(4)在上述(3)中的前驅(qū)體溶液中加入Cs₂SnI₆粉末，室溫攪拌2h得混合溶液；

(5)將上述(4)所得溶液旋涂在(2)中的FTO透明導(dǎo)電玻璃上，轉(zhuǎn)速為4000r/min,100℃退火30min即得Cs₂SnI₆&CH₃NH₃PbI₃體異質(zhì)結(jié)薄膜；

(6)在上述(5)制備的薄膜上旋涂一層PCBM層，作為電子傳輸層，轉(zhuǎn)速為2000r/min；

(7)在上述(6)制備的薄膜表面旋涂一層BCP薄膜，作為電極修飾層，轉(zhuǎn)速為3500r/min；