[發明專利]一種聚合物共混物修飾的鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202110013342.7
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112652723A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 鐘敏;柴磊;王益杰;邸晶
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種聚合物共混物修飾的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在FTO導電玻璃基底上先制備ZnO種子層，再制備獲得ZnO納米棒陣列薄膜；

2)以步驟1)制得的樣品為基底，將ZnO納米棒陣列薄膜面朝下水平放置于懸掛架上浸入鈦酸丁酯和異丙醇的混合溶液中，加入去離子水攪拌反應4～10h，取出用異丙醇沖洗干凈，450℃退火至少30min后，再浸入四氯化鈦水溶液中用冰水浴處理至少30min，再將薄膜在450℃退火至少30min，得到以FTO導電玻璃為基底的ZnO@TiO₂納米棒陣列薄膜；

3)將PbI₂、PVP、PEG溶解在DMF與DMSO的混合溶劑中，獲得PbI₂-PVP/PEG前驅體溶液，然后將該溶液用孔徑為0.2微米的聚四氟乙烯濾頭過濾；并配制摩爾濃度為0.057M～0.070M的CH₃NH₃I異丙醇溶液；

4)將步驟2)制得的ZnO@TiO₂納米棒陣列薄膜經紫外臭氧處理后，將PbI₂-PVP/PEG前驅體溶液旋涂到其表面，再將樣品浸入異丙醇中，取出后旋涂甩干，在70℃退火至少30min，放入CH₃NH₃I異丙醇溶液中反應40s～120s，取出后旋涂甩干，再將樣品在70℃～110℃退火1～5min，得到以FTO/ZnO@TiO₂納米棒陣列為襯底的CH₃NH₃PbI₃-PVP/PEG薄膜；

5)取Spiro-OMeTAD鈷基旋涂液滴加到制得的CH₃NH₃PbI₃-PVP/PEG薄膜表面，旋涂，獲得以FTO/ZnO@TiO₂納米棒陣列/CH₃NH₃PbI₃-PVP/PEG薄膜為襯底的摻鈷的Spiro-OMeTAD空穴傳輸層；

6)在至少5×10^-5Pa下，在制得的FTO/ZnO@TiO₂納米棒陣列/CH₃NH₃PbI₃-PVP/PEG/Spiro-OMeTAD基片上熱蒸鍍一層金作為陰極，獲得聚合物共混物修飾的鈣鈦礦太陽能電池。

2.根據權利要求1所述的聚合物共混物修飾的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述的步驟3)中，PbI₂-PVP/PEG前驅體溶液中PbI₂摩爾濃度為0.7～1.3mol/L，PVP與PbI₂質量比為5:1000～20:1000、PEG與PbI₂質量比為1:1000～15:1000。

3.根據權利要求1所述的聚合物共混物修飾的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述的步驟1)中以FTO導電玻璃為基底制備ZnO種子層，具體為：將質量濃度為0.005g/mL～0.007g/mL的醋酸鋅的乙醇溶液，取95μL～105μL滴到經過紫外臭氧處理的FTO導電玻璃基底上，按3000r/min旋涂30s，旋涂3次，然后在150℃退火15min；再重復上述旋涂、退火過程；最后一次旋涂后，在350℃退火45min,得到了以FTO導電玻璃為基底的ZnO種子層。