[發(fā)明專利]一種有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽電池的界面修飾方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811442868.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN109686846A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張帥;胡志蕾;姜禾;史超;袁寧一;丁建寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/48
• 分類號(hào): H01L51/48;H01L51/42
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258
• 代理人: 謝新萍

1.一種有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽電池的界面修飾方法，其特征在于：所述方法步驟如下：

1)清洗FTO玻璃：將FTO玻璃依次放入洗衣粉溶液、去離子水、丙酮和乙醇中分別超聲清洗半小時(shí)，氮?dú)獯蹈?，再用紫外臭氧處?5min；

2)制備TiO₂電子傳輸層：將2.25ml TiCl₄緩慢滴加到100ml去離子水制成的冰面上，待冰融化后得到TiCl₄水溶液，將步驟1)清洗好的FTO玻璃浸入TiCl₄水溶液中，在70℃下加熱1h，之后用水沖洗，氮?dú)獯蹈?，?00℃下干燥1h，獲得FTO/TiO₂；

3)配制鈣鈦礦前驅(qū)體溶液：首先稱取208.30mg甲脒氫碘酸鹽(FAI)，587.79mg PbI₂溶入1ml由N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亞砜(DMSO)按照4:1的體積比得到的混合溶劑中配制成A溶液；然后取159.6mg甲胺氫溴酸鹽(MABr)，550.5mg PbBr₂溶入1ml由DMF和DMSO按照4:1的體積比得到的混合溶劑中配制成B溶液；然后取77.94mg CsI溶入400μl DMSO溶劑中配制成C溶液；將A、B、C三種溶液分別攪拌8h至均勻溶解，最后分別取A、B、C三種溶液880μl、132μl、88μl混合成溶液D，并再攪拌8h，得到鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；

4)添加酞菁的反溶劑溶液的配制：稱取0.01-10mg酞菁添加至1ml苯甲醚中，攪拌8h至其完全溶解，得到添加有酞菁的反溶劑溶液；

5)空穴傳輸層溶液：首先將Li-TFSI溶解于乙腈中制得濃度為520mg/ml的Li-TFSI溶液，再將72.3mg spiro-MeOTAD、28.8ul 4-叔丁基吡啶和17.5ul Li-TFSI溶液溶入1ml氯苯中，攪拌12h，得空穴傳輸層溶液；

6)在步驟2)制備的FTO/TiO₂的TiO₂表面旋涂步驟3)制備的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；

所述旋涂工藝如下：

①轉(zhuǎn)速1000rpm/min，加速度a＝200rpm/s，旋涂維持時(shí)間t＝12s；

②轉(zhuǎn)速5000rpm/min，加速度a＝1500rpm/s，旋涂維持時(shí)間t＝45s，當(dāng)旋涂步驟②開始后15-30s的時(shí)間區(qū)間內(nèi)滴加反溶劑；

7)將步驟6)制備的鈣鈦礦薄膜放置在熱臺(tái)上進(jìn)行退火；

8)在步驟7)制備好的鈣鈦礦層上旋涂步驟5)制備的空穴傳輸層溶液，最后利用物理氣相沉積法在空穴傳輸層上蒸鍍金電極。

2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽電池的界面修飾方法，其特征在于：步驟4)所述酞菁包括2,9,16,23-四叔丁基-29H,31H-酞菁、1,4,8,11,15,18,22,25-八丁氧基-29H,31H-酞菁或1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25-十六氟-29H,31H-酞菁鈷(II)。

3.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽電池的界面修飾方法，其特征在于：步驟4)所述稱取0.1-1mg酞菁添加至1ml苯甲醚中，攪拌8h至其完全溶解，得到添加有酞菁的反溶劑溶液。

4.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽電池的界面修飾方法，其特征在于：步驟6)所述當(dāng)旋涂步驟②開始25s滴加反溶劑，滴加的反溶劑量為50-150μl。

5.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽電池的界面修飾方法，其特征在于：步驟7)所述退火溫度為110℃，退火時(shí)間為20min。

6.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽電池的界面修飾方法，其特征在于：步驟8)所述旋涂空穴傳輸層溶液的轉(zhuǎn)速5000rpm/min，加速度a＝2000rpm/s，旋涂維持時(shí)間t＝25s；金電極的厚度為50-150nm。

7.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽電池的界面修飾方法，其特征在于：所述步驟3)-8)均在手套箱中完成。

8.如權(quán)利要求7所述的有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽電池的界面修飾方法，其特征在于：所述手套箱的水氧濃度控制在10ppm以下。