[發明專利]一種提高鈣鈦礦薄膜晶粒尺寸的制備方法

在審

• 申請號: 201910771656.6
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110459686A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 許利剛;錢夢園;陳潤鋒;黃維
• 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
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 柏尚春<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種提高鈣鈦礦薄膜晶粒尺寸的制備方法，其特征在于：將后處理溶液在5000～9000rpm的轉速下旋涂于鈣鈦礦吸光層上，并進行80-120℃、0～30min的熱退火，形成薄膜后處理層，所述后處理溶液為N，N-二甲基甲酰胺的氯苯混合溶液。

2.根據權利要求1所述的提高鈣鈦礦薄膜晶粒尺寸的制備方法，其特征在于：所述N，N-二甲基甲酰胺與氯苯的體積比為0.5％～3％。

3.根據權利要求2所述的提高鈣鈦礦薄膜晶粒尺寸的制備方法，其特征在于：所述鈣鈦礦薄膜用于制備太陽能電池。

4.根據權利要求3所述的提高鈣鈦礦薄膜晶粒尺寸的制備方法，其特征在于：所述方法制備的太陽能電池自下而上依次為：透明襯底層、透明陽極層、空穴傳輸層、鈣鈦礦吸光層、薄膜后處理層、電子傳輸層、電子緩沖層、金屬陰極層。

5.根據權利要求4所述的提高鈣鈦礦薄膜晶粒尺寸的制備方法，其特征在于：所述空穴傳輸層的材料為PEDOT:PSS/PEDOT:PSS-VO_X；鈣鈦礦吸光層的材料為鈣鈦礦晶體CH₃NH₃PbI₃；薄膜后處理層的材料為N，N-二甲基甲酰胺的氯苯混合溶液；電子傳輸層的材料為PCBM和C₆₀；電子緩沖層的材料為：LiF；金屬陰極層的材料為Al、Ag、Au中的一種；透明陽極層的材料為ITO；透明襯底層的材料為透明玻璃。

6.根據權利要求4所述的提高鈣鈦礦薄膜晶粒尺寸的制備方法，其特征在于：所述空穴傳輸層為兩層結構，下層為PEDOT:PSS、上層為PEDOT:PSS-VO_X；所述電子緩沖層材料為有機小分子材料LiF；所述電子傳輸層為兩層結構，下層為PCBM、上層為C₆₀。

7.根據權利要求3-6任一項所述的提高鈣鈦礦薄膜晶粒尺寸的制備方法，其特征在于：所述太陽能電池的制備方法，包括如下步驟：

(1)透明陽極層的制備：在ITO導電玻璃的陽極層上刻蝕出刻蝕槽，然后清洗干凈后烘干并進行UV處理；

(2)空穴傳輸層的制備：在經UV處理后的干凈ITO導電玻璃上旋涂PEDOT:PSS，再在空氣中退火；然后旋涂PEDOT:PSS與C₉H₂₁O₄V-IPA的共混溶液，空氣中退火形成空穴傳輸層；

(3)鈣鈦礦吸光層的制備：在階層梯度空穴傳輸層上旋涂鈣鈦礦溶液，在旋涂4～6s時迅速滴涂CB溶液，然后進行退火，形成鈣鈦礦吸光層；

(4)鈣鈦礦薄膜后處理：在手套箱中，待鈣鈦礦吸光層退火冷卻后，于6000～8000rpm的轉速下在其上滴加0.5％～3％的DMF-CB溶液，旋涂后進行退火；

(5)電子傳輸層制備：將PCBM-CB溶液旋涂到鈣鈦礦吸光層上，然后在PCBM上蒸鍍C₆₀，形成電子傳輸層；

(6)電子緩沖層的制備：在電子傳輸層蒸鍍LiF，形成電子緩沖層；

(7)金屬陰極層的制備：在電子緩沖層上蒸鍍金屬，形成金屬陰極層。

8.根據權利要求7所述的提高鈣鈦礦薄膜晶粒尺寸的制備方法，其特征在于：所述在步驟(2)中，PEDOT:PSS與C₉H₂₁O₄V-IPA共混溶液通過如下方法進行制備得到：將三異丙醇氧化釩溶于異丙醇(IPA)中，混合后的溶液在室溫下均勻攪拌，然后與PEDOT:PSS混合，混合后的溶液在室溫下攪拌，制得PEDOT:PSS與C₉H₂₁O₄V-IPA共混溶液。

9.根據權利要求7所述的提高鈣鈦礦薄膜晶粒尺寸的制備方法，其特征在于：所述在步驟(3)中，CH₃NH₃PbI₃溶液通過如下方法進行制備得到：將PbI₂和CH₃NH₃I溶于N，N-二甲基甲酰胺與二甲亞砜溶液中，混合后的溶液，攪拌均勻，制得CH₃NH₃PbI₃溶液。