[發明專利]一種誘導鈣鈦礦薄膜結晶取向的方法及制備的太陽能電池

在審

• 申請號: 201810673361.0
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108807682A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 曾文進;李志;閔永剛;崔岱麒;劉澤;鄧云愷
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.一種誘導鈣鈦礦薄膜結晶取向的方法，其特征在于，鈣鈦礦薄膜的制備方法為在襯底上以3000~4000 rpm 的轉速旋涂前驅液，并于100~110℃下退火30-60 s，所述前驅液是先將摩爾比為1：1的碘化鉛（PbI₂）和甲基氯化銨（MACl）溶解在二甲基甲酰胺（DMF）與二甲基亞砜（DMSO）的混合溶劑中、接著在室溫下攪拌2 h后形成的，所述前驅液的終摩爾濃度為1.0~1.2 mol/L。

2.如權利要求1所述的一種誘導鈣鈦礦薄膜結晶取向的方法，其特征在于，所述DMF與DMSO的體積比為1：1。

3. 如權利要求1和2中任一項所述的一種誘導鈣鈦礦薄膜結晶取向的方法獲得的鈣鈦礦薄膜制備的反向太陽能電池器件，其特征在于，所述太陽能電池器件由依次疊加的玻璃襯底、ITO陽電極、氧化鎳空穴傳輸層、鈣鈦礦薄膜層、富勒烯衍生物（PCBM）電子傳輸層、2,9-二甲基4,7-二苯基-1,10-菲啰呤（BCP）空穴阻擋層和Ag金屬電極層組成，制備所述鈣鈦礦薄膜層的前驅液是先將PbI₂和MACl溶解在DMF與DMSO的體積比為1：1的混合溶劑中，接著在室溫條件下攪拌2 h形成的，所述前驅液的終摩爾濃度為1.0~1.2 mol/L。

4.如權利要求3所述的反向太陽能電池器件的制備方法，其特征在于，具體的制備步驟為：

1）鈣鈦礦前驅液的配制：將摩爾比為1：1的PbI₂和MACl溶解在DMF和DMSO體積比為1:1的混合溶液中作為鈣鈦礦前驅液，所述鈣鈦礦前驅液的終濃度為1.0~1.2 mol/L，室溫下磁力攪拌2 h；

2）刻有陽電極的玻璃襯底的處理：將刻有ITO電極的玻璃襯底依次在去離子水、丙酮、乙醇中各進行10~20 min的超聲清洗，徹底清洗后放入臭氧等離子體處理器中清洗表面3~5min；

3）空穴傳輸層的制備：將空穴傳輸層材料NiOx溶液以4000 rpm的轉速旋涂到玻璃襯底表面，放于熱臺上于115-130℃條件下進行退火處理10-20 min，厚度為25~35 nm；

4）鈣鈦礦薄膜的制備：在所述空穴傳輸層上滴加30~70 uL所述鈣鈦礦前驅液后以3000~4000 rmp的轉速開始旋涂，旋涂過程結束后置于100~110℃熱臺上退火30-60 s，厚度為300~350 nm；

5）電子傳輸層的制備：在鈣鈦礦薄膜上以2000~3000 rpm的轉速旋涂PCBM溶液制備電子傳輸層，所述PCBM溶于氯仿溶液中，厚度為30~40 nm；

6）空穴阻擋層和電極的制備：在真空鍍膜機腔內蒸鍍BCP作為空穴阻擋層，厚度為5~10nm，之后蒸鍍Ag金屬電極，厚度為80~100 nm。