[發(fā)明專利]一種錫鉛混合三維鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211636839.5
• 申請(qǐng)日: 2022-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN115867050A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉東;姚翔鏵;王東升;王芙蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H10K30/20
• 分類號(hào): H10K30/20;H10K85/20;H10K85/10;H10K71/12;H10K71/15
• 代理公司: 蘇州德萃知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32629
• 代理人: 時(shí)國珍

1.一種錫鉛混合三維鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，依次包括Ag電極層、2,9二甲基4,7二苯基1,10鄰二氮雜菲層(BCP)、富勒烯層(C60)、4-氨基正丁酸氫碘酸鹽層(4ABAI)、錫鉛混合三維鈣鈦礦層、空穴傳輸層和導(dǎo)電基底。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫鉛混合三維鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，兩種不同類型的銨鹽在錫鉛混合三維鈣鈦礦薄膜中形成相應(yīng)的二維材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫鉛混合三維鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述錫鉛混合三維鈣鈦礦前驅(qū)體由MAPbI₃前驅(qū)體和FASnI₃前驅(qū)體進(jìn)行混合得到。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的錫鉛混合三維鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，錫鉛混合三維鈣鈦礦前驅(qū)體中所加入的噻吩類二維有機(jī)大分子銨鹽為5-氨甲基噻吩-2-羧酸氫碘酸鹽(5AMT-2CAI)，其結(jié)構(gòu)通式如下所示：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的錫鉛混合三維鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，錫鉛混合三維鈣鈦礦與電子傳輸層之間的烷基鏈類有機(jī)大分子銨鹽為4-氨基正丁酸氫碘酸鹽(4ABAI)，其結(jié)構(gòu)通式如下所示：

6.一種錫鉛混合三維鈣鈦礦太陽能電池制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟S1，導(dǎo)電基底的預(yù)處理：使用導(dǎo)電ITO玻璃作為器件基底；清洗導(dǎo)電基底，以去除殘留的有機(jī)物雜質(zhì)并增強(qiáng)基底對(duì)溶液的潤濕性；

步驟S2，空穴傳輸層的制備：吸取PEDOT:PSS溶液，滴加在步驟S1的ITO玻璃上旋涂成膜，然后退火；

步驟S3，鈣鈦礦活性層的制備：用一步旋涂法旋涂錫鉛混合三維鈣鈦礦，將PbI₂、MAI、Pb(SCN)₂溶解于DMF與DMSO的混合液中，從而制備得到MAPbI₃前驅(qū)體；將SnI₂、FAI、SnF₂溶解于DMF與DMSO的混合液中，從而制備得到FASnI₃前驅(qū)體；最后將MAPbI₃前驅(qū)體和FASnI₃前驅(qū)體進(jìn)行混合得到錫鉛混合三維鈣鈦礦前驅(qū)體；將錫鉛混合混合三維鈣鈦礦前驅(qū)體旋涂在步驟S2中制備的空穴傳輸層上，然后退火；

步驟S4，電子傳輸層的制備：采用真空蒸鍍法蒸鍍C₆₀；

步驟S5，空穴阻擋層的制備：采用真空蒸鍍法蒸鍍BCP；

步驟S6，金屬電極的制備：采用真空蒸鍍法蒸鍍Ag電極。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的錫鉛混合三維鈣鈦礦太陽能電池制備方法，其特征在于，導(dǎo)電基底的清洗過程為：丙酮超聲清洗，洗潔精水超聲清洗并用洗潔精搓洗，丙酮超聲清洗，無水乙醇清洗，隨后用氮?dú)獯蹈桑湃胱贤獬粞鯔C(jī)中處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的錫鉛混合三維鈣鈦礦太陽能電池制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電ITO玻璃的透光率90％，方阻10Ω。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的錫鉛混合三維鈣鈦礦太陽能電池制備方法，其特征在于，所述PEDOT:PSS溶液的旋涂速度為2000-5000rpm，時(shí)間為30-60s，然后在150℃下退火15-35min。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的錫鉛混合三維鈣鈦礦太陽能電池制備方法，其特征在于，鈣鈦礦活性層的制備過程包括：將461.0mgPbI₂，159.0mgMAI，19.4mgPb(SCN)₂溶解于DMF與DMSO體積比為3：1的1mL混合液中，從而制備得到MAPbI₃前驅(qū)體；將372.5mgSnI₂，172.0mgFAI，15.7mgSnF₂溶解于DMF與DMSO體積比為3：1的1mL混合液中，從而制備得到FASnI₃前驅(qū)體；最后將MAPbI₃前驅(qū)體和FASnI₃前驅(qū)體按6：4的體積比進(jìn)行混合得到錫鉛混合三維鈣鈦礦前驅(qū)體；將錫鉛混合混合三維鈣鈦礦前驅(qū)體旋涂在步驟S2中制備的空穴傳輸層上，旋涂速度為4000-6000rpm，旋涂時(shí)間為40-60s，然后在100℃下退火8-12min。