[發明專利]基于HOEtMIM[Cl]的無電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202310557065.5
• 申請日: 2023-05-17
• 公開（公告）號: CN116568053A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 黃帥;關寶璐
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H10K30/82
• 分類號: H10K30/82;H10K85/50;H10K71/00;H10K71/60;H10K30/80
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 程琛

1.一種基于HOEtMIM[Cl]的無電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，包括依次貼合設置的透明導電基底、鈣鈦礦層、空穴傳輸層以及金屬電極；其中，所述透明導電基底與所述鈣鈦礦層相鄰的一側經1-羥乙基-3-甲基咪唑氯鹽修飾。

2.根據權利要求1所述的基于HOEtMIM[Cl]的無電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦層包含Cs_0.05[(FAPbI₃)_0.85(MAPbBr₃)_0.15]_0.95、(FAPbI₃)_0.87(MAPbBr₃)_0.13、FA_0.83Cs_0.17PbI₃、MAPbI₃、FAPbI₃或CsPbI₃中的一種；優選為Cs_0.05[(FAPbI₃)_0.85(MAPbBr₃)_0.15]_0.95。

3.根據權利要求1所述的基于HOEtMIM[Cl]的無電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述透明導電基底包括透明襯底和涂覆在所述透明襯底表面的導電電極；

所述透明襯底的材質為透明玻璃或透明聚合物；所述透明玻璃為石英玻璃、硅酸鹽玻璃或鈉鈣玻璃；所述透明聚合物為聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯或聚丙烯酸中的一種或多種組成的混合物；

所述導電電極為錫摻雜的氧化銦ITO、氟摻雜的氧化錫FTO或鋁摻雜的氧化鋅AZO。

4.根據權利要求1所述的基于HOEtMIM[Cl]的無電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸層為Spiro-OMeTAD、PEDOT:PSS、P3HT、PTAA、NiO_x、CuSCN中的一種或多種；

所述金屬電極層為金或銀，采用真空蒸鍍法沉積，厚度為50～100nm。

5.一種權利要求1-5任一項所述的基于HOEtMIM[Cl]的無電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對透明導電基底進行清洗、干燥及預處理；

S2、采用HOEtMIM[Cl]對透明導電基底進行表面改性處理；

S3、在改性后的透明導電基底上沉積鈣鈦礦層；

S4、在所述鈣鈦礦層上沉積空穴傳輸層；

S5、在所述空穴傳輸層上制備金屬電極，得到所述無電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池。

6.根據權利要求5所述的基于HOEtMIM[Cl]的無電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述表面改性處理包括：配制濃度為0.2～3.0mg/mL的HOEtMIM[Cl]前驅體溶液，經磁力攪拌、靜置后，使用孔徑為0.22～0.50μm的有機系濾膜過濾；然后將前驅體溶液沉積到干凈的透明導電基底表面；

所述HOEtMIM[Cl]前驅體溶液的濃度優選為0.2～1.0mg/mL。

7.根據權利要求6所述的基于HOEtMIM[Cl]的無電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述前驅體溶液的沉積方法包括旋涂法、浸泡法或滴涂法；所述旋涂法的條件包括：勻膠機的轉速為1000～5000rpm，旋涂時間為20～50s，然后在70～130℃溫度下退火5～30min。

8.根據權利要求5-7中任一項所述的基于HOEtMIM[Cl]的無電子傳輸層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦層通過兩階段旋涂工藝將鈣鈦礦前驅體溶液沉積于改性后的透明導電基底上；第一階段勻膠機的轉速為1000rpm，第二階段勻膠機的轉速為2000～7000rpm。