本發(fā)明涉及一種太陽電池的制備方法，特別涉及一種全固態(tài)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法。
背景技術：
有機．無機雜化鈣鈦礦由于具有能帶結構可調控、摩爾消光系數(shù)大、載流子遷移率古、電子．空穴擴散距離長等優(yōu)勢而掀起一陣研究熱潮，初期，鈣鈦礦曾作為液態(tài)染料敏化太陽能電池和量子點太陽能電池的光敏劑，但液態(tài)電解質中的碘離子會破壞鈣鈦礦的穩(wěn)定性，所以，研究一種新型的全固態(tài)太陽能電池迫在眉睫，2012年，韓國科學家Nam．Gyu Park研究小組以有機、無機雜化鈣鈦礦(cH3NH3Pbl3)作為光吸收層，spiro．MeOTAD作為空穴傳輸層，研發(fā)出了一種全固態(tài)的太陽能電池，其光電轉換效率超過了9％，這種全新的太陽能電池被命名為鈣鈦礦太陽能電池(Perovskite solar cells，PSCs)，并在此后的三年時間內掀起了一陣研究熱潮，其他研究小組也通過引入固態(tài)P型的空穴傳輸材料(HTM)[161，并改進鈣鈦礦層的制作方法，最終使得有機一無機雜化鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率達到了15％，因此這種不含有空穴傳輸材料的鈣鈦礦太陽能電池是一種非常有前景的光伏器件。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出一種全固態(tài)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，一種全固態(tài)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
第一步：FTO導電基板的刻蝕與清洗：
(1)玻璃的裁剪將10cm×10cm的一整塊FTO導電玻璃裁剪為2cmx2cm尺寸大小的25塊，并用砂紙把邊角打磨；
(2)FTO導電玻璃的刻蝕：將鋅粉與去離子水混合并均勻涂布在需要刻蝕的FTO導電膜部分，然后在其上滴上5-10滴2ML 鹽酸溶液，鹽酸與鋅粉就會立即發(fā)生反應，從而把FTO上的導電膜刻蝕掉，待反應完全后，用棉簽把玻璃表面擦干凈；
(3)清洗導電玻璃將刻蝕完的導電玻璃盛放在保鮮盒中，然后采用去離子水加表面活性劑、丙酮、異丙醇、去離子水、最后是乙醇依次超聲清洗15min，清洗干凈后，將導電基底吹干并放置到600C恒溫干燥箱中進行保存，以備使用；
第二步：致密層的合成制備：
(1)致密層Ti02有機溶膠的合成：
將68 mL鈦酸四丁酯和16.5mLZ乙醇胺相混合后加入至210mL無水乙醇中室溫攪拌l h，得到均勻透明的混合液(記為A液)，另將3．6 mL去離子水添加至100 mL無水乙醇中得到混合均勻的液體(記為B液)，在強烈攪拌的條件下將B液緩慢滴加至A液后靜置24 h，得到濃度約為0.5 mol·L，澄清透明的微黃色Ti02有機溶膠，將該溶膠用乙醇稀釋至約0.25mol-L，1即得到旋涂用的致密層Ti02有機溶膠；
(2)致密層的制備：
取80兒上述Ti02致密層有機溶膠滴于洗凈的FTO導電基板上，3000 rpm旋涂30 S，置于箱式電阻爐中4500C燒結l h后自然降溫；
第三步：電子收集層的制備：
(1)多孔層漿料的配制：Ti02漿料和乙醇按l：3．5的質量比混合，球磨分散5h；
(2)多孔層的制備：
步驟（1）所述多孔層漿料滴在Ti02致密層上，3000 rpm旋涂30 S，置于箱式電阻爐中5000C燒結30 min后自然降溫，得到用于組裝器件的光陽極，
第四步：碘甲銨的合成：
碘甲銨的合成流程：
首先將0.3mol甲胺溶液與等摩爾量氫碘酸混合，攪拌2h使其充分反應，將所得液體600C旋蒸除去溶劑，得到淺黃色粗產品，將得到的粗產品重新溶于無水乙醇中添加無水乙醚至不再產生白色沉淀為止，將溶液冷凍2h以析出更多結晶，過濾得到白色晶體，此過程重復2次后，將得到的固體600C真空干燥24 h，最終得到白色顆粒狀晶體；
第五步：光吸收層的制備：
(1)碘化鉛溶液的配制：
稱取462 mg碘化鉛溶于1mL二甲基甲酰胺中700C加熱攪拌至完全溶
解，用有機濾膜過濾備用，
(2)碘化鉛膜的制備：
取80此過濾后的Pbl2溶液滴于制備好的光陽極上，6500 rpm旋涂5S后轉移至熱板上700C加熱30 min，加熱完成后將其自然冷卻至室溫，
(3)鈣鈦礦的沉積：
將上述碘化鉛膜用異丙醇潤濕，然后立即轉移至異丙醇溶液中，輕輕晃動溶液，從而使鈣鈦礦的沉積更加均勻，可以觀察到薄膜顏色逐漸從黃色變成黑紅色，即生成鈣鈦礦，2 min后將薄膜轉移至異丙醇中輕微漂洗，3000 rpm旋涂20 S以使溶劑揮發(fā)，最后將膜置于熱板上700C加熱30min
本發(fā)明所述工藝制作成本低廉、原材料價格低廉、制作過程簡單可批量生產、彎曲性能好、可大面積印刷、光電轉換效率高。
具體實施方式
一種全固態(tài)鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
第一步：FTO導電基板的刻蝕與清洗：
(1)玻璃的裁剪將10 cm×10 cm的一整塊FTO導電玻璃裁剪為2 cmx2 cm尺寸大小的25tJx塊，并用砂紙把邊角打磨；
(2)FTO導電玻璃的刻蝕：將鋅粉與去離子水混合并均勻涂布在需要刻蝕的FTO導電膜部分，然后在其上滴上5-10滴2M 鹽酸溶液，鹽酸與鋅粉就會立即發(fā)生反應，從而把FTO上的導電膜刻蝕掉，待反應完全后，用棉簽把玻璃表面擦干凈；
(3)清洗導電玻璃將刻蝕完的導電玻璃盛放在保鮮盒中，然后采用去離子水加表面活性劑、丙酮、異丙醇、去離子水、最后是乙醇依次超聲清洗15 min，清洗干凈后，將導電基底吹干并放置到600C恒溫干燥箱中進行保存，以備使用；
第二步：致密層的合成制備：
(1)致密層Ti02有機溶膠的合成：
將68 mL鈦酸四丁酯和16.5mLZ乙醇胺相混合后加入至210mL無水乙醇中室溫攪拌l h，得到均勻透明的混合液(記為A液)，另將3．6 mL去離子水添加至100 mL無水乙醇中得到混合均勻的液體(記為B液)，在強烈攪拌的條件下將B液緩慢滴加至A液后靜置24 h，得到濃度約為0.5 mol·L，澄清透明的微黃色Ti02有機溶膠，將該溶膠用乙醇稀釋至約0.25mol-L，1即得到旋涂用的致密層Ti02有機溶膠；
(2)致密層的制備：
取80兒上述Ti02致密層有機溶膠滴于洗凈的FTO導電基板上，3000 rpm旋涂30 S，置于箱式電阻爐中4500C燒結l h后自然降溫；
第三步：電子收集層的制備：
(1)多孔層漿料的配制：Ti02漿料和乙醇按l：3．5的質量比混合，球磨分散5h；
(2)多孔層的制備：
步驟（1）所述多孔層漿料滴在Ti02致密層上，3000 rpm旋涂30 S，置于箱式電阻爐中5000C燒結30 min后自然降溫，得到用于組裝器件的光陽極，
第四步：碘甲銨的合成：
碘甲銨的合成流程：
首先將0.3mol甲胺溶液與等摩爾量氫碘酸混合，攪拌2h使其充分反應，將所得液體600C旋蒸除去溶劑，得到淺黃色粗產品，將得到的粗產品重新溶于無水乙醇中添加無水乙醚至不再產生白色沉淀為止，將溶液冷凍2h以析出更多結晶，過濾得到白色晶體，此過程重復2次后，將得到的固體600C真空干燥24 h，最終得到白色顆粒狀晶體；
第五步：光吸收層的制備：
(1)碘化鉛溶液的配制：
稱取462 mg碘化鉛溶于1mL二甲基甲酰胺中700C加熱攪拌至完全溶
解，用有機濾膜過濾備用，
(2)碘化鉛膜的制備：
取80此過濾后的Pbl2溶液滴于制備好的光陽極上，6500 rpm旋涂5S后轉移至熱板上700C加熱30 min，加熱完成后將其自然冷卻至室溫，
(3)鈣鈦礦的沉積：
將上述碘化鉛膜用異丙醇潤濕，然后立即轉移至異丙醇溶液中，輕輕晃動溶液，從而使鈣鈦礦的沉積更加均勻，可以觀察到薄膜顏色逐漸從黃色變成黑紅色，即生成鈣鈦礦，2 min后將薄膜轉移至異丙醇中輕微漂洗，3000 rpm旋涂20 S以使溶劑揮發(fā)，最后將膜置于熱板上700C加熱30min。