[發明專利]一種新型雜化太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201710159535.7
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106654021A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 晉芳芳
• 申請（專利權）人: 晉芳芳
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種新型雜化太陽能電池，其特征在于，器件由下到上依次包括透明襯底、復合底電極層、空穴傳輸層、有機無機雜化鈣鈦礦光敏層CH₃NH₃PbCl_XI_3-X、電子傳輸層和反射電極層。

2.如權利要求1所述的一種新型雜化太陽能電池，其特征在于，所述的透明襯底為玻璃襯底或者柔性透明襯底。

3.如權利要求1所述的一種新型雜化太陽能電池，其特征在于，所述的復合底電極層為MoO₃/Ag/MoO₃， MoO₃、Ag、MoO₃的厚度分別為20-50 nm、10-15 nm、20-50 nm。

4.如權利要求1所述的一種新型雜化太陽能電池，其特征在于，所述的空穴傳輸層為PEDOT:PSS，空穴傳輸層厚度20-50 nm。

5.如權利要求1所述的一種新型雜化太陽能電池，其特征在于，所述的有機無機雜化鈣鈦礦光敏層CH₃NH₃PbCl_XI_3-X厚度為100-1000 nm。

6.如權利要求1所述的一種新型雜化太陽能電池，其特征在于，所述的電子傳輸層為C₆₀、C₇₀或者PCBM中的一種，電子傳輸層厚度為30-50 nm；所述的電極修飾層為Bphen、BCP或者AlQ₃中的一種，電極修飾層厚度5-10 nm。

7.如權利要求1所述的一種新型雜化太陽能電池，其特征在于，所述的反射電極層為Al電極、Ag電極、Au電極中的一種，所述反射電極層的厚度為100-200 nm。

8.如權利要求1所述的一種新型雜化太陽能電池的制備方法,其特征在于，器件的制備包括以下步驟：

(1) 透明襯底預處理：透明襯底采用丙酮、玻璃清洗劑依次清洗，然后在丙酮、去離子水、異丙醇中各超聲處理10分鐘，用氮氣吹干后紫外燈照射處理10分鐘待用；

(2) 復合底電極層制備：真空鍍膜機中，真空度小于5×10^-4的真空條件下，在透明襯底上通過熱蒸發的方法依次沉積一層20-50 nm的MoO₃、10-20 nm的Ag、20-50 nm的MoO₃，形成MoO₃/Ag/MoO₃底電極；各層的沉積厚度通過石英晶振片監控，沉積速率控制在0.05 nm/s；

(3) 空穴傳輸層制備： 在MoO₃/Ag/MoO₃底電極上，采用旋轉涂覆的方法生長一層PEDOT:PSS空穴傳輸層，涂覆完畢后在120℃加熱板上退火20分鐘；

(4) 有機無機雜化鈣鈦礦光敏層制備：室溫下配置有機無機雜化鈣鈦礦前驅體溶液，將定量的CH₃NH₃I、PbX₂(式中X為Cl或I）)在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中溶解，60℃條件下加熱12小時至溶解充分，得到有機無機雜化鈣鈦礦前驅體溶液；利用勻膠機將前驅體溶液旋轉涂覆在空穴傳輸層上；在100℃的加熱板上退火處理30-120分鐘，去除殘留溶劑并制得結晶性能良好的有機無機雜化鈣鈦礦光敏層；

(5)電子傳輸層制備：真空度小于5×10^-4的真空條件下，在有機無機雜化鈣鈦礦光敏層上通過熱蒸發的方法或者旋轉涂覆的方法生長一層30-50 nm的C₆₀、C₇₀或者 PCBM作為電子傳輸層；

(6)電極修飾層制備：在電子傳輸層上通過熱蒸發的方法或者旋轉涂覆的方法生長一層5-10 nm的Bphen、BCP或者AlQ₃作為電極修飾層；

(7)反射電極層制備：在電極修飾層上通過熱蒸發的方法沉積一層100-200 nm的Al、Ag或者Au作為反射電極層，獲得雜化太陽能電池。