[發明專利]一種高效穩定的鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201710426671.8
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107275487B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 侯顯;陳曉紅;潘麗坤;謝文輝;駱慧;謝偉佳;張健開;毛武劍
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種高效穩定的鈣鈦礦太陽能電池，所述鈣鈦礦太陽能電池由導電玻璃襯底、致密層、二氧化鈦介孔層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層和金屬背電極依次堆疊組成，致密層厚度30-50納米，二氧化鈦介孔層厚度200-600納米，鈣鈦礦層厚度200-600納米，空穴傳輸層厚度30-200納米，金屬背電極厚度50-200納米，其特征在于，所述鈣鈦礦層為含對苯二甲酸添加劑的鈣鈦礦層，具體制備包括以下步驟：

1）、在潔凈的FTO導電玻璃上旋涂濃度為0.3-0.7摩爾/升的鈦酸異丙酯乙醇溶液，厚度控制在30-50納米，400-550℃退火0.5-2小時，形成二氧化鈦致密層；

2）、在上述致密層之上，旋涂二氧化鈦納米顆粒漿料，厚度控制在200-600納米，400-550℃退火0.5-2小時，形成二氧化鈦介孔層；

3）、采用旋涂法制備鈣鈦礦層

將甲基碘化銨(CH₃NH₃I)和碘化鉛(PbI₂)按1︰1摩爾比溶解到DMF和DMSO的混合液中形成鈣鈦礦前驅液，濃度為0.5-1.5摩爾/升，其中DMF和DMSO的混合液中DMF與DMSO的體積比為7:3-9:1；攪拌澄清后加入對苯二甲酸，加入的對苯二甲酸的量在前驅液中的濃度在8-15毫克/毫升之間，充分攪拌；將含對苯二甲酸的鈣鈦礦前驅液旋涂在上述二氧化鈦介孔層之上，90-110℃退火2-30分鐘，形成鈣鈦礦層，厚度控制在200-600納米；

4）、在上述鈣鈦礦層之上旋涂空穴傳輸層

空穴傳輸層材料的合成步驟如下：首先配制濃度為0.5-1.5摩爾/升的2,2,7,7-四[N ,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9-螺二芴(Spiro-OMeTAD)的氯苯溶液，然后加入1摩爾/升的雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(Li-TFSI)的乙腈溶液和4-叔丁基吡啶(tBP)，其中Spiro-OMeTAD、Li-TFSI與tBP的摩爾比為：1:0.3:0.8；然后將上述混合液旋涂在上述鈣鈦礦層上得到空穴傳輸層，厚度控制在30-200納米；

5）、真空熱蒸鍍法制備金屬背電極

在空穴傳輸層之上，真空熱蒸鍍一層厚度為50-200納米的金、銀、鋁或銀鋁合金電極；得到所述鈣鈦礦太陽能電池。