[發明專利]一種加入有機胺誘導鈣鈦礦吸光層結晶取向的無鉛鈣鈦礦太陽能電池制備方法

在審

• 申請號: 201910622719.1
• 申請日: 2019-07-11
• 公開（公告）號: CN110335949A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 曾文進;于曉;閔永剛;李英豪;唐亞楠;李志
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/46;H01L51/44
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

1.一種加入有機胺誘導鈣鈦礦吸光層結晶取向的無鉛鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，所述電池包括依次疊加的襯底(1)、透明的電極層(2)、空穴傳輸層(3)、吸光層(4)、電子傳輸層(5)空穴阻擋層(6)以及頂電極(7)；所述吸光層(4)夾在空穴傳輸層(3)和電子傳輸層(5)之間，其特征在于：在無鉛鈣鈦礦太陽能電池中加入能夠誘導鈣鈦礦吸光層結晶取向的有機胺，所述制備方法包括如下步驟：

1)刻有陽電極的玻璃襯底的處理：將刻有陽電極的玻璃襯底依次在去離子水、丙酮、乙醇中各進行10-20min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；

2)空穴傳輸層的制備：將空穴傳輸層材料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10-20min，厚度為25-35nm；

3)鈣鈦礦前驅液的配制：將摩爾比為SnI2:PEAI:FAI:SnF2＝1:x:(1-x):0.1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1.0-1.2mol/L，室溫下磁力攪拌2h；

4)鈣鈦礦薄膜的制備：在所述空穴傳輸層上滴加30-40uL所述鈣鈦礦前驅液后以3000-4000rmp的轉速開始旋涂在15s之后沖極性溶劑，旋涂過程結束后置于60-70℃熱臺上退火10min，厚度為300-350nm；

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

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，之后蒸鍍頂電極，厚度為80-100nm，最后得到太陽能電池器件。

2.根據權利要求1所述一種加入有機胺誘導鈣鈦礦吸光層結晶取向的無鉛鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述步驟2)中，所述陽電極為銦錫氧化物(ITO)、氟錫氧化物(FTO)、鋁鋅氧化物(AZO)或其他透明導電材料中的一種。

3.根據權利要求1所述一種加入有機胺誘導鈣鈦礦吸光層結晶取向的無鉛鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述空穴傳輸層由具有較高空穴遷移率的材料制成。

4.根據權利要求1所述一種加入有機胺誘導鈣鈦礦吸光層結晶取向的無鉛鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述吸光層由鈣鈦礦材料的致密晶粒構成。

5.根據權利要求1所述一種加入有機胺誘導鈣鈦礦吸光層結晶取向的無鉛鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述電子傳輸層由具有較高電子遷移率的材料制成。

6.根據權利要求1所述一種加入有機胺誘導鈣鈦礦吸光層結晶取向的無鉛鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述鈣鈦礦前驅體有機胺為苯乙基胺碘(PEAI)。

7.根據權利要求1所述一種加入有機胺誘導鈣鈦礦吸光層結晶取向的無鉛鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述步驟4)中的所述極性溶劑為氯苯、乙醇。

8.根據權利要求1所述一種加入有機胺誘導鈣鈦礦吸光層結晶取向的無鉛鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述步驟6)中的所述頂電極為具有較高功函數的材料。