[發(fā)明專利]一種基于全無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料的太陽電池的界面修飾方法

有效

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• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN110993803B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 劉雯雯;張帥;王立;胡志蕾;曹夢莎;張晶;張婧;袁寧一
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H10K71/00
• 分類號: H10K71/00;H10K30/80
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 謝新萍

1.一種基于全無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料的太陽能電池的界面修飾方法，其特征在于，所述太陽能電池的界面修飾方法步驟如下：

（1）清洗FTO導電玻璃：將FTO導電玻璃放入清洗劑中浸泡10min，用無塵布擦拭表面的污漬，再依次放入去離子水、丙酮、無水乙醇中分別超聲清洗20min，放入烘箱75℃烘干；

（2）水浴法制備TiO₂電子傳輸層：將TiCl₄緩慢滴加到去離子水凍成的冰面上，等冰融化后將步驟（1）清洗好的FTO導電玻璃浸入TiCl₄水溶液中，在70℃下反應80min，然后用去離子水沖洗三遍，放入100℃烘箱中干燥1h，得到FTO/TiO₂；

（3）配制全無機鈣鈦礦前驅體溶液：

a．配制CsPbI₂Br前驅體溶液：稱取0.2075g的PbI₂，0.1652g的PbBr₂，0.2338g的CsI溶于1mL的混合溶劑中，攪拌8h過濾待用；

或b．配制CsPbI₃前驅體溶液：將PbI₂和CsI按照1:1的化學計量比溶于1mL的混合溶劑中，攪拌8h過濾待用；

其中，混合溶劑中N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和 二甲基亞砜（DMSO）的體積比為4:1；

（4）鈍化層前驅體溶液配制：稱取0.001g-0.1g的CsBr或CsCl溶于10mL的超干甲醇溶液中，攪拌8h過濾待用；

（5）HTL溶液：首先將Li-TFSI（Lithium-bis(tri?uoromethanesulphonyl)imide）溶解于乙腈中制得濃度為520 mg/ml的Li-TFSI溶液，再將101.22mg spiro-MeOTAD（2,2',7,7'-Tetrakis[N,N-di(4-methoxyphenyl)amino]-9,9'-spiro-bifluorene）、40.32uL 4-叔丁基吡啶和24.5 uL的Li-TFSI溶液溶入1 ml氯苯中，攪拌12h后過濾；

（6）在步驟（2）制備的襯底的TiO₂表面旋涂步驟（3）制備的鈣鈦礦前驅體溶液；

所述的旋涂工藝如下：

轉速1000 rpm/min，加速度a=800 rpm/s，旋涂維持時間t=10 s；

轉速4000 rpm/min，加速度a=3500 rpm/s，旋涂維持時間t=35 s；

轉速6000 rpm/min，加速度a=4500 rpm/s，旋涂時間t=30 s，當t=15s時滴加80-150μL反溶劑氯苯；

（7）把步驟（6）制備的鈣鈦礦薄膜放置在熱臺上進行退火：在40℃熱臺上觀察至變色后移到160℃熱臺上退火2min；

（8）對步驟（7）制備的鈣鈦礦薄膜進行強紫外光照或將其放置在潮濕大氣中；

紫外光的強度為30-200 mW/cm²，光照時間為20 s-10 min；

大氣濕度為30-80%，放置時間為1-120 s；

（9）在步驟（8）處理后的鈣鈦礦薄膜表面滴加步驟（4）配制的CsBr或CsCl溶液，靜置后，邊旋轉邊用超干甲醇沖洗，之后放置熱臺上，在60℃下退火5min；

（10）在步驟（9）制備好的鈣鈦礦層上旋涂步驟（5）制備的HTL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.如權利要求1所述的太陽能電池的界面修飾方法，其特征在于，步驟（4）稱取0.01g-0.05g CsBr或CsCl溶于10mL的超干甲醇溶液中。

3.如權利要求1所述的太陽能電池的界面修飾方法，其特征在于，步驟（9）超干甲醇沖洗過程中旋轉的轉速2000 rpm/min，加速度a=1000 rpm/s，旋涂維持時間t=30s。

4.如權利要求1所述的太陽能電池的界面修飾方法，其特征在于，步驟（10）旋涂HTL溶液的過程中轉速4000 rpm/min，加速度a=2000 rpm/s，旋涂維持時間t=30 s。