[發(fā)明專利]一種鈣鈦礦結(jié)構(gòu)太陽電池及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910367601.9
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110265551A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜娟;張萬輝;侯雯文
• 申請（專利權(quán)）人: 青海黃河上游水電開發(fā)有限責任公司光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)分公司;黃河水電光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王文穎

1.一種鈣鈦礦結(jié)構(gòu)太陽電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)：刻蝕FTO襯底：將FTO玻璃被切割后，使用膠布將中間的區(qū)域保護起來作為電極，其它區(qū)域用鹽酸蘸著鋅粉進行刻蝕直至刻蝕區(qū)域變得透明；

步驟2)：清洗FTO襯底：將刻蝕完的FTO襯底，除去保護膠布，用表面活性劑進行初步搓洗除去表面雜質(zhì)，而后將FTO襯底依次放入清洗劑、去離子水、丙酮、酒精、去離子水中超聲清洗；

步驟3)：旋涂TiO₂阻擋層：將清洗過的FTO襯底表面吹干，送入預處理室使其產(chǎn)生O₂等離子體，使用1-丁醇將雙(乙酰丙酮基)二異丙基鈦酸酯溶液稀釋得到TiO₂前驅(qū)體溶液，將TiO₂前驅(qū)體溶液旋涂至FTO襯底上，然后退火；

步驟4)：表面處理：將TiCl₄加入冰水混合物中，配置成TiCl₄水溶液，將步驟3)得到的基片浸泡在TiCl₄水溶液中進行處理后，烘干；將表面處理過的基片用去離子水沖洗后，吹干，退火；

步驟5)：采用一步法或兩步法在步驟4)得到的基片上形成鈣鈦礦；

所述一步法為：將PCBM溶解在氯苯中形成溶液，將該溶液旋涂在基片上，退火，然后在PCBM基片上旋涂有機-無機鈣鈦礦溶液的前驅(qū)體溶液，退火使鈣鈦礦基片從透明變?yōu)樽厣挥袡C-無機鈣鈦礦溶液的前驅(qū)體溶液包括溶于DMSO與GBL的混合溶劑中的PbCl₂、PbI₂及CH₃NH₃I；

所述兩步法為：將PbI₂溶解在DMF中形成溶液，將該溶液旋涂在基片上，退火，然后將PbI₂基片用異丙醇漂洗后，將其浸泡在CH₃NH₃I溶液中，取出烘干，在基片表面形成CH₃NH₃PbI₃，退火，將其再次用異丙醇漂洗，吹干，再次退火，使CH₃NH₃PbI₃進一步結(jié)晶；

步驟6)：在步驟5)得到的基片上旋涂Spiro-MeOTAD，陰干；

步驟7)：將步驟6)得到的基片表面蒸鍍Ag。

2.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)太陽電池的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中FTO襯底在Decon-90清洗劑、去離子水、丙酮、酒精、去離子水中各超聲清洗15分鐘。

3.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)太陽電池的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中的清洗劑為體積濃度10％的Decon-90。

4.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)太陽電池的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中旋涂的具體步驟為：使用1-丁醇將雙(乙酰丙酮基)二異丙基鈦酸酯溶液稀釋分別得到0.15M、0.3M濃度的TiO₂前驅(qū)體溶液，先旋涂0.15M TiO₂前驅(qū)體溶液一次，退火；然后旋涂0.3M TiO₂前驅(qū)體溶液，退火；最后旋涂0.3M TiO₂前驅(qū)體溶液，退火。

5.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)太陽電池的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中有機-無機鈣鈦礦溶液的前驅(qū)體溶液包括溶于DMSO與GBL的混合溶劑中的PbCl₂ 39mg/mL、PbI₂581mg/mL、CH₃NH₃I 209mg/mL，DMSO與GBL的混合溶劑中DMSO和GBL的體積比為3:7；旋涂過程為：先以1000rpm的轉(zhuǎn)速前轉(zhuǎn)旋涂20s，然后以4000rpm的轉(zhuǎn)速后轉(zhuǎn)旋涂40s，其中，轉(zhuǎn)速達到4000rpm后的第20s向基片上滴加甲苯以抑制鈣鈦礦結(jié)晶。