[發明專利]TiO2

有效

• 申請號: 201810312071.3
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108511607B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 王浩;陳柯宇;桃李
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/00
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.TiO₂曲奇狀微球的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)聚四氟乙烯反應容器的內膽先后采用清洗劑、去離子水、丙酮、無水乙醇四種液體超聲清洗，每種液體處理1次，每次20分鐘，清洗后干燥烘干；

(2)多種有機溶劑作為混合溶劑，混合溶劑包括體積比為3：1：1的乙腈、異丙醇、乙酰丙酮，加入反應容器中，再緩慢滴加鈦酸正四丁酯，混合溶劑和鈦酸正四丁酯的體積比為50ml：2ml，同時充分攪拌均勻；

(3)向步驟(2)中所得溶液中緩慢滴加四丁基氫氧化銨水溶液作為控制劑，攪拌均勻；四丁基氫氧化銨水溶液和鈦酸正四丁酯的體積比為0.1ml-0.5ml：2ml；

(4)將反應容器密封，加熱溫度升高至160℃-200℃，反應12h-20h；

(5)將步驟(4)所得的產物自然冷卻，進行離心分離，速率5000rmp/min，離心5分鐘，取沉淀物并用去離子水和無水乙醇先后洗滌四次后烘干備用；

(6)將步驟(5)中洗滌后的沉淀在馬弗爐中進行退火處理，得到具有單分散性的TiO₂曲奇微球。

2.根據權利要求1所述的TiO₂曲奇狀微球的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)中的中退火條件為由室溫在10min內升至140℃，保溫2min；再次升溫，10min內升至350℃，保溫5min后，在15min內再升溫至510℃，保溫30min后自然降至120℃，取出自然冷卻至室溫備用。

3.鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，包括TiO₂介孔層，所述的TiO₂介孔層由權利要求1或2所述的制備方法制備的TiO₂曲奇狀微球制成。

4.根據權利要求3所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，還包括摻氟氧化錫透明導電玻璃作為基底，厚度為380nm，FTO基底上還有所述的TiO₂介孔層；TiO₂介孔層包括電子傳輸層，FTO基底上還包括有鈣鈦礦活性層、空穴傳輸層；所述的TiO₂曲奇狀微球與P25二氧化鈦納米顆粒混合作為電子傳輸層，其厚度為500nm，MAPbI₃作為鈣鈦礦活性層，厚度為500nm，Spiro-OMeTAD作為空穴傳輸層，厚度為200nm，空穴傳輸層上有金電極，金的厚度為60nm。

5.根據權利要求4所述的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在FTO基底上，形成TiO₂介孔層薄膜；

(a)清洗基底，選取FTO先后經過清洗劑、去離子水、丙酮、異丙醇超聲處理，每次20min，每種溶劑處理1次，然后經紫外臭氧處理15min；

(b)制備TiO₂致密層：鈦源溶液和無水乙醇以1:10的體積比混合，攪拌5min至溶液透明；將(a)中處理好的FTO放置在旋涂儀載物臺上，用滴管將150μl混合溶液覆蓋滿FTO表面，經旋涂儀旋涂以3500rmp/min處理20s后形成均勻且透明的薄膜；旋涂儀停止后，將濕潤的薄膜立即置于100℃的加熱臺上烘烤15min后，置于箱式退火爐中梯度升溫到500℃退火；

(c)旋涂TiO₂介孔層：制備高比表面積的TiO₂曲奇狀微球的二氧化鈦漿料；bl-TiO₂/FTO基底用聚酰亞胺膠帶預留電極，漿料與乙醇按體積比1：5進行稀釋；用移液槍移取100μl稀釋好的漿料，將FTO基底布滿后旋涂以3500rmp/min處理20s；將上述薄膜放置熱臺100℃烘烤；去除膠帶，并將基底置于箱式爐中梯度升溫到500℃退火；

(2)制備MAPbI₃鈣鈦礦薄膜

將1.1064g的PbI₂和0.3816g的MAI溶于1.5112g的DMF和0.44g的DMSO混合液中，70℃加熱攪拌30min后過濾；在已制備的TiO₂介孔層上以3000rmp/min的轉速旋涂制備鈣鈦礦薄膜，同時使用氯苯作為反溶劑；在空氣中放置直至變成茶色后，將樣品放在100℃的加熱臺上加熱10min；

(3)制備空穴傳輸層

將72.3mg的Spiro-OMeTAD溶于1.1g的氯苯中，向其中加入28.8ul的TBP，攪拌15min；取52mg的鋰鹽和30mg的鈷鹽分別溶于76mg的乙腈中，之后分別取17.5ul的鋰鹽溶液和29ul的鈷鹽溶液加入其中，攪拌30min后過濾，在已制備好的鈣鈦礦薄膜樣品上以4000rmp/min的轉速旋涂20s以制備空穴傳輸層；

(4)制備對電極

隨后，在空穴傳輸層上蒸鍍金電極，得到TiO₂介孔層鈣鈦礦太陽能電池。