[發明專利]一種新型鈣鈦礦電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201911181618.1
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN111081881A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 朱煜劍
• 申請（專利權）人: 徐州吳瑞信息科技有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種新型鈣鈦礦電池的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)提供一ITO導電玻璃，首先在所述ITO導電玻璃上旋涂Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液，并進行第一次退火處理，以形成電子傳輸層，其中所述第一次退火處理的具體步驟為：將旋涂Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液的所述ITO導電玻璃置于夾具中，以20-40℃/min升溫至140-150℃，同時以2-4N/min的速率將夾具對所述ITO導電玻璃的壓力增至8-20N，保持20-40分鐘，以得到所述電子傳輸層；

2)接著在所述電子傳輸層上旋涂鈣鈦礦前驅體溶液，并進行第二次退火處理，以形成鈣鈦礦功能層，其中所述第二次退火處理的具體步驟為：將旋涂鈣鈦礦前驅體溶液的所述ITO導電玻璃置于夾具中，以20-30℃/min升溫至60-80℃，同時以2-3N/min的速率將夾具對所述ITO導電基底的壓力增至6-12N，保持10-15分鐘，接著以10-20℃/min升溫至90-100℃，同時以2-4N/min的速率將夾具對所述ITO導電基底的壓力增至16-24N，保持20-30分鐘，以得到所述鈣鈦礦功能層；

3)接著在所述鈣鈦礦功能層上旋涂Spiro-OMeTAD溶液，并進行第三次退火處理，以形成第一空穴傳輸層，其中所述第三次退火處理的具體步驟為：將旋涂Spiro-OMeTAD溶液的所述ITO導電玻璃置于夾具中，在80-90℃的條件下，以3-5N/min的速率將夾具對所述ITO導電玻璃的壓力增至15-25N，保持10-15分鐘，以得到所述第一空穴傳輸層；

4)接著在所述鈣鈦礦功能層上旋涂PEDOT:PSS溶液，并進行第四次退火處理，以形成第二空穴傳輸層，其中所述第四次退火處理的具體步驟為：將旋涂PEDOT:PSS溶液的所述ITO導電玻璃置于夾具中，以30-40℃/min升溫至130-150℃，同時以2-5N/min的速率將夾具對所述ITO導電基底的壓力增至12-20N，保持25-35分鐘，以得到所述第二空穴傳輸層；

5)接著在所述第二空穴傳輸層上形成金屬電極。

2.根據權利要求1所述的新型鈣鈦礦電池的制備方法，其特征在于：在所述步驟1)中，所述Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液中SnO₂膠體的質量濃度為2.5-3.5％，Ti₃C₂的質量濃度為0.2-0.3％，旋涂所述Ti₃C₂摻雜的SnO₂膠體溶液的轉速為2500-3500轉/分鐘，旋涂的時間為1-2分鐘，在所述第一次退火處理之后對所述ITO導電玻璃進行紫外臭氧處理20-30分鐘。

3.根據權利要求1所述的新型鈣鈦礦電池的制備方法，其特征在于：在所述步驟2)中，配置所述鈣鈦礦前驅體溶液的步驟為：將碘甲胺、碘化鉛和DMSO按照1:1:1的摩爾比為條件混合，并按30-45％的質量濃度溶于DMF中，在40-50℃下攪拌2-3小時，然后加入適量的硫氰酸鉀溶液，以獲得硫氰酸鉀摻雜的鈣鈦礦前驅體溶液，旋涂所述鈣鈦礦前驅體溶液的轉速為3000-4000轉/分鐘，旋涂鈣鈦礦前驅體溶液的時間為1-2分鐘。

4.根據權利要求1所述的新型鈣鈦礦電池的制備方法，其特征在于：在所述步驟3)中，所述Spiro-OMeTAD溶液中Spiro-OMeTAD的濃度為10-15mg/ml，旋涂所述Spiro-OMeTAD溶液的轉速為2500-3500轉/分鐘，旋涂的時間為1-2分鐘。

5.根據權利要求1所述的新型鈣鈦礦電池的制備方法，其特征在于：在所述步驟4)中，所述PEDOT:PSS溶液中PEDOT:PSS的濃度為20-30mg/ml，旋涂所述PEDOT:PSS溶液的轉速為2000-3000轉，旋涂的時間為1-2分鐘。