[發明專利]一種甲胺鉛碘鈣鈦礦太陽能電池的制作方法

有效

• 申請號: 201710468541.0
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107359246B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 郝玉英;李仕奇;劉紅利;孫欽軍;李戰峰;崔艷霞
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

1.一種甲胺鉛碘鈣鈦礦太陽能電池的制作方法，其特征在于：以沉積有一層均勻的厚度為100 nm的銦錫氧化物ITO薄膜的玻璃基底作為電池的陽極，在ITO薄膜上再沉積一層厚度為20-30 nm的聚(3, 4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸PEDOT:PSS薄膜作為空穴傳輸層，在PEDOT:PSS薄膜上再沉積一層光敏層，在光敏層上再沉積一層厚度為40-50 nm 的[6,6]-苯基C₆₀-丁酸甲酯PC₆₀BM作為電子傳輸層，然后在電子傳輸層上面再沉積一層厚度為1-5 nm 的[4,7]-二苯基-[1,10]-菲啰啉Bphen作為界面修飾層，最后通過真空熱蒸鍍在界面修飾層上蒸鍍一層厚度為100 nm的連續的鋁膜或銀膜作為電池的陰極；光敏層為甲胺鉛碘鈣鈦礦薄膜，甲胺鉛碘鈣鈦礦薄膜是通過旋涂工藝、滴加反溶劑清洗工藝并結合溶劑退火工藝制成的，旋涂工藝是指把甲胺鉛碘鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃前驅液旋涂到PEDOT:PSS薄膜上的過程，反溶劑清洗工藝是在旋涂CH₃NH₃PbI₃甲胺鉛碘鈣鈦礦前驅液過程中，通過滴加反溶劑戊醇促使鈣鈦礦快速結晶并析出的過程，反溶劑戊醇為仲戊醇或叔戊醇，開始旋涂CH₃NH₃PbI₃鈣鈦礦薄膜后7-11 s時將反溶劑戊醇直接滴加CH₃NH₃PbI₃鈣鈦礦薄膜上清洗一次，反溶劑戊醇用量200-600μL。

2.根據權利要求1所述的一種甲胺鉛碘鈣鈦礦太陽能電池的 制作方法，其特征在于：溶劑退火工藝是指首先采用短暫退火然后采用溶劑輔助退火，短暫退火是將反溶劑清洗后的薄膜置于65 ℃的加熱臺上加熱10-30s，溶劑輔助退火是在大氣環境中營造小區域的DMSO氣氛環境并將短暫退火后的薄膜置于該區域內在100℃溫度持續加熱20 min。

3.根據權利要求1所述的一種甲胺鉛碘鈣鈦礦太陽能電池的 制作方法，其特征在于：甲胺鉛碘鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃前驅液是把甲基碘化胺CH₃NH₃I和碘化鉛PbI₂共同溶于N，N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亞砜DMSO混合溶劑中而形成的一種金黃色的溶液，甲基碘化胺CH₃NH₃I和碘化鉛PbI₂的摩爾比為1.05:1，N，N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亞砜DMSO的體積比為9:1，甲基碘化胺CH₃NH₃I在N，N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亞砜DMSO混合溶劑中的摩爾濃度為2.1 mol/L。

4.根據權利要求1所述的一種甲胺鉛碘鈣鈦礦太陽能電池的 制作方法，其特征在于：空穴傳輸層的制作過程為，將購得的PEDOT:PSS與去離子水按照體積比3:2進行稀釋，然后采用溶液旋涂法成膜后在空氣中熱處理制得，旋涂速率為4000rpm，旋涂時間為30-40 s，熱處理溫度為150 °C，加熱時間為10-15 min。