一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了屬于太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域的一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法。所述制備方法包括二氧化鈦致密層的制備、二氧化鈦骨架層的制備、鈣鈦礦光吸收層的制備、復(fù)合空穴傳輸層的制備及蒸鍍對(duì)電極。所述制備方法制備的鈣鈦礦太陽(yáng)電池具有復(fù)合空穴傳輸層，無(wú)機(jī)材料的加入提高了空穴傳輸層整體的空穴遷移率，減小了光生載流子的復(fù)合，使其具有更高的光電轉(zhuǎn)化效率及短路電流，減少了鈣鈦礦光吸收層的表面粗糙度，進(jìn)一步提高電池的短路電流，同時(shí)降低了鈣鈦礦太陽(yáng)電池的成本，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)電池的進(jìn)一步發(fā)展起到積極的作用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)無(wú)機(jī)鹵素鉛鈣鈦礦材料(CH3NH3PbI3)具有較高的電荷迀移率和電荷擴(kuò)散長(zhǎng)度、出色的光吸收系數(shù)、合適的禁帶寬度等優(yōu)點(diǎn)。此外，鈣鈦礦材料所含的元素在地球上含量豐富且容易提取。因此，鈣鈦礦材料受到了廣泛的關(guān)注，目前基于鈣鈦礦材料的太陽(yáng)電池發(fā)展迅速，最高效率已經(jīng)超過(guò)了 20%。
[0003]鈣鈦礦太陽(yáng)電池的空穴傳輸材料分為有機(jī)類(lèi)與無(wú)機(jī)類(lèi)，其中最常用的為有機(jī)Spiro-OMeTAD空穴傳輸材料。雖然采用此類(lèi)空穴傳輸材料制備的鈣鈦礦太陽(yáng)電池具有較高的能量轉(zhuǎn)換效率，但這些材料價(jià)格昂貴，增加了應(yīng)用成本，同時(shí)這些有機(jī)材料制備流程復(fù)雜，穩(wěn)定性差，對(duì)鈣鈦礦電池的規(guī)?；瘧?yīng)用提出了巨大的挑戰(zhàn)。為了解決鈣鈦礦太陽(yáng)電池成本高，空穴傳輸材料制備工藝復(fù)雜、穩(wěn)定性差等難題，在保證鈣鈦礦太陽(yáng)電池能量轉(zhuǎn)換效率的前提下，探索新型空穴傳輸材料，降低鈣鈦礦太陽(yáng)電池的成本具有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，采取的技術(shù)方案如下:
[0005]—種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，所述的鈣鈦礦太陽(yáng)電池包括導(dǎo)電玻璃、二氧化鈦致密層、二氧化鈦骨架層、鈣鈦礦光吸收層、復(fù)合空穴傳輸層和對(duì)電極，所述復(fù)合空穴傳輸層的制備材料包括乙酰丙酮銅和Sp iro-OMeTAD。
[0006]所述復(fù)合空穴傳輸層的制備方法為:將乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液旋涂于鈣鈦礦光吸收層上，在溫度為80-100°C下加熱結(jié)晶20min;冷卻到室溫后，再旋涂上20μ1的Spiro-OMeTAD溶液，獲得復(fù)合空穴傳輸層。
[0007]所述的一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，具體包括以下步驟:
[0008](I)二氧化鈦致密層的制備:在清洗過(guò)的導(dǎo)電玻璃上旋涂二氧化鈦致密層溶液，加熱結(jié)晶，獲得厚度為50-70nm的二氧化鈦致密層；
[0009](2) 二氧化鈦骨架層的制備:將獲得的二氧化鈦致密層自然冷卻到室溫后，在其上旋涂二氧化鈦骨架層溶液，加熱結(jié)晶，獲得二氧化鈦骨架層；
[0010](3)鈣鈦礦光吸收層的制備:將獲得的二氧化鈦骨架層冷卻到室溫后，利用兩步旋涂法制作鈣鈦礦光吸收層；
[0011 ] 首先將30-50μ1碘化鉛溶液滴在二氧化鈦骨架層上，在3000-4000r/s下旋涂30s，然后在溫度為70-90°C下加熱結(jié)晶30min;冷卻到室溫后，再將70-100μ1碘甲胺溶液噴涂于碘化鉛上，反應(yīng)20-40s，然后在3000r/s下旋涂30s，最后在溫度為70-90°C下加熱結(jié)晶30min，獲得鈣鈦礦光吸收層；
[0012](4)復(fù)合空穴傳輸層的制備:將獲得的鈣鈦礦光吸收層冷卻到室溫后，將乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液旋涂于媽鈦礦光吸收層上，在溫度為80-100 °C下加熱結(jié)晶20min;冷卻到室溫后，再旋涂上20μ1的Sp iro-OMeTAD溶液，獲得復(fù)合空穴傳輸層；
[0013](5)對(duì)電極的制備:真空條件下，在復(fù)合空穴傳輸層上蒸鍍厚度為60-80nm的金，作為對(duì)電極，獲得基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池。
[0014]所述乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液的濃度為0.5-3mg/ml，溶劑為鄰二氯苯。
[0015]所述乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液的旋涂的轉(zhuǎn)速為4000r/s，時(shí)間為30s; Spiro-OMeTAD溶液旋涂的轉(zhuǎn)速為4000r/s，時(shí)間為20s。
[0016]步驟(I)中所述二氧化鈦致密層溶液的用量為30-50μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為3000r/s，旋涂時(shí)間為30s。
[0017]步驟(2)中所述二氧化鈦骨架層溶液的用量為30-50μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為3000-5000r/s，旋涂時(shí)間為30s; 二氧化鈦骨架層溶液中，二氧化鈦顆粒的直徑為18nm。
[0018]步驟(3)中所述碘化鉛溶液的濃度為300-600mg/ml，溶劑為DMF;所述碘甲胺溶液的濃度為6-10mg/ml，溶劑為異丙醇。
[0019]步驟(3)中碘化鉛溶液滴于二氧化鈦骨架層上，靜置30-60S后再旋涂，使碘化鉛更加充分鋪滿于介孔層表面及適當(dāng)?shù)臐B透于其中；旋涂完畢后靜置2_5min后再加熱結(jié)晶，有利于碘化鉛在空氣中氧化產(chǎn)生合適的孔隙以便與碘甲胺更加充分的反應(yīng)。
[0020]所述制備方法除步驟(I)與(2)的加熱結(jié)晶過(guò)程及步驟(5)外，均在水含量低于30%的手套箱中進(jìn)行。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:所述制備方法制備的鈣鈦礦太陽(yáng)電池具有有機(jī)材料(Spiro-OMeTAD)與無(wú)機(jī)材料(銅氧化物)組成的復(fù)合空穴傳輸層，由于無(wú)機(jī)材料的加入提高了空穴傳輸層整體的空穴迀移率，減小了光生載流子的復(fù)合;與只具備有機(jī)Spiro-OMeTAD空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池相比具有更高的光電轉(zhuǎn)化效率及短路電流，同時(shí)由于無(wú)機(jī)層的修飾，可減少由液相法合成的鈣鈦礦光吸收層的表面粗糙度，進(jìn)一步提高電池的短路電流。另外，無(wú)機(jī)空穴材料的引入減小了有機(jī)材料Spiro-OMe TAD溶液的用量，降低了鈣鈦礦太陽(yáng)電池的成本，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)電池的進(jìn)一步發(fā)展起到積極的作用。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明所述制備方法制備的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明所述制備方法所制備的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的J-V曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
[0025]實(shí)施例1
[0026](I)導(dǎo)電玻璃的清洗:將導(dǎo)電玻璃切成15mmX 13mm，利用鋅粉與鹽酸將其中間刻蝕掉2mm后，在重鉻酸鉀洗液中浸泡30min，取出用清水沖干;然后浸泡在洗滌液中超聲2h，取出分別用清水、去離子水、乙醇沖洗干凈放入烘箱烘干；
[0027](2)二氧化鈦致密層的制備:在清洗過(guò)的導(dǎo)電玻璃上，旋涂二氧化鈦致密層溶液，二氧化鈦致密層溶液的用量為40μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為3000r/s，時(shí)間為30s，旋涂后放入程序控溫加熱臺(tái)進(jìn)行加熱結(jié)晶，獲得厚度為50-70nm的二氧化鈦致密層；
[0028](3) 二氧化鈦骨架層的制備:將獲得的二氧化鈦致密層自然冷卻到室溫后移入手套箱內(nèi)，然后在二氧化鈦致密層上旋涂二氧化鈦骨架層溶液，二氧化鈦骨架層溶液的用量為35μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為5000r/s，時(shí)間為30s，旋涂后放入程序控溫加熱臺(tái)加熱結(jié)晶，獲得二氧化鈦骨架層；
[0029](4)鈣鈦礦光吸收層的制備:在使用的前一夜配制好碘化鉛溶液，并在60°C下加熱攪拌溶解，碘化鉛溶液的濃度為462mg/ml，然后在使用前Ih將其加熱至70°C，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保證恒溫以確保碘化鉛的溶解度;旋涂前Ih配置碘甲胺溶液，濃度為8mg/ml，并持續(xù)攪拌；
[0030]待二氧化鈦骨架層冷卻到室溫后移入手套箱內(nèi)，取40μ1碘化鉛溶液滴在二氧化鈦骨架層上，靜置50s后在4000r/s下旋轉(zhuǎn)30s，冷卻4min后將其移至鈦加熱板上，在70 °C下加熱結(jié)晶30min;
[0031]冷卻至室溫后，取ΙΟΟμΙ碘甲胺溶液，將其一次性從樣品一角注射鋪滿樣品，反應(yīng)20s后在3000r/s下旋涂30s，移至鈦加熱板上，在70°C下加熱結(jié)晶30min，獲得鈣鈦礦光吸收層；
[0032](5)復(fù)合空穴傳輸層的制備:在使用的前兩小時(shí)配置乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液，溶劑為鄰二氯苯，濃度為0.6mg/ml ；
[0033]待鈣鈦礦光吸收層冷卻至室溫后，取40μ1乙酰丙酮銅前驅(qū)體滴在鈣鈦礦光吸收層上，在4000r/s下，旋涂20s，旋涂后在80°C下加熱結(jié)晶20min;冷卻至室溫后，再將20μ1Sp iro-OMeTAD溶液，在4000r/s下旋涂20s，獲得復(fù)合空穴傳輸層；
[0034](6)蒸鍍對(duì)電極:利用超真空鍍膜機(jī)在I X 10—5pa下，在復(fù)合空穴傳輸層上蒸鍍厚度為SOnm的金，作為對(duì)電極，獲得基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，J-V曲線圖如圖2所示。
[0035]實(shí)施例2
[0036](I)導(dǎo)電玻璃的清洗:將導(dǎo)電玻璃切成15mmX 13mm，利用鋅粉與鹽酸將其中間刻蝕掉2mm后，在重鉻酸鉀洗液中浸泡30min，取出用清水沖干;然后浸泡在洗滌液中超聲2h，取出分別用清水、去離子水、乙醇沖洗干凈放入烘箱烘干；
[0037](2) 二氧化鈦致密層的制備:在清洗過(guò)的導(dǎo)電玻璃上，旋涂二氧化鈦致密層溶液，二氧化鈦致密層溶液的用量為35μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為3000r/s，時(shí)間為30s，旋涂后放入程序控溫加熱臺(tái)進(jìn)行加熱結(jié)晶，獲得厚度為50-70nm的二氧化鈦致密層；
[0038](3) 二氧化鈦骨架層的制備:將獲得的二氧化鈦致密層自然冷卻到室溫后移入手套箱內(nèi)，在二氧化鈦致密層上旋涂二氧化鈦骨架層溶液，二氧化鈦骨架層溶液的用量為35μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為5000r/s，時(shí)間為30s，旋涂后放入程序控溫加熱臺(tái)加熱結(jié)晶，獲得二氧化鈦骨架層；
[0039](4)鈣鈦礦光吸收層的制備:在使用的前一夜配制好碘化鉛溶液，并在60°C下加熱攪拌溶解，碘化鉛溶液的濃度為462mg/ml，然后在使用前Ih將其加熱至70°C，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保證恒溫以確保碘化鉛的溶解度;旋涂前Ih配置碘甲胺溶液，濃度為8mg/ml，并持續(xù)攪拌；
[0040]待二氧化鈦骨架層冷卻到室溫后移入手套箱內(nèi)，取40μ1碘化鉛溶液滴在二氧化鈦骨架層上，靜置40s后在4000r/s下旋轉(zhuǎn)30s，冷卻4min后移至鈦加熱板上，在80°C下加熱結(jié)晶30min;
[0041]冷卻至室溫后，取80μ1碘甲胺溶液，將其一次性從樣品一角注射鋪滿樣品，反應(yīng)30s后在3000r/s下旋涂30s，移至鈦加熱板上，在80°C下加熱結(jié)晶30min，獲得鈣鈦礦光吸收層；
[0042](5)復(fù)合空穴傳輸層的制備:在使用的前兩小時(shí)配置乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液，溶劑為鄰二氯苯，濃度為1.0mg/ml ；
[0043]待鈣鈦礦光吸收層冷卻至室溫后，取40μ1乙酰丙酮銅前驅(qū)體滴在鈣鈦礦光吸收層上，在4000r/s下，旋涂20s，旋涂后在80°C下加熱結(jié)晶20min;冷卻至室溫后，再將20μ1Sp iro-OMeTAD溶液，在4000r/s下旋涂20s，獲得復(fù)合空穴傳輸層；
[0044](6)蒸鍍對(duì)電極:利用超真空鍍膜機(jī)在I X 10—5pa下，在復(fù)合空穴傳輸層上蒸鍍厚度為SOnm的金，作為對(duì)電極，獲得基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池。
[0045]實(shí)施例3
[0046](I)導(dǎo)電玻璃的清洗:將導(dǎo)電玻璃切成15mmX 13mm，利用鋅粉與鹽酸將其中間刻蝕掉2mm后，在重鉻酸鉀洗液中浸泡30min，取出用清水沖干;然后浸泡在洗滌液中超聲2h，取出分別用清水、去離子水、乙醇沖洗干凈放入烘箱烘干；
[0047](2)二氧化鈦致密層的制備:在清洗過(guò)的導(dǎo)電玻璃上，旋涂二氧化鈦致密層溶液，二氧化鈦致密層溶液的用量為45μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為3000r/s，時(shí)間為30s，旋涂后放入程序控溫加熱臺(tái)進(jìn)行加熱結(jié)晶，獲得厚度為50-70nm的二氧化鈦致密層；
[0048](3) 二氧化鈦骨架層的制備:將獲得的二氧化鈦致密層自然冷卻到室溫后移入手套箱內(nèi)，在二氧化鈦致密層上旋涂二氧化鈦骨架層溶液，二氧化鈦骨架層溶液的用量為35μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為5000r/s，時(shí)間為30s，旋涂后放入程序控溫加熱臺(tái)加熱結(jié)晶，獲得二氧化鈦骨架層；
[0049](4)鈣鈦礦光吸收層的制備:在使用的前一夜配制好碘化鉛溶液，并在60°C下加熱攪拌溶解，碘化鉛溶液的濃度為462mg/ml，然后在使用前Ih將其加熱至70°C，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保證恒溫以確保碘化鉛的溶解度;旋涂前Ih配置碘甲胺溶液，濃度為8mg/ml，并持續(xù)攪拌；
[0050]待二氧化鈦骨架層冷卻到室溫后移入手套箱內(nèi)，取40μ1碘化鉛溶液滴在二氧化鈦骨架層上，靜置50s后在4000r/s下旋轉(zhuǎn)30s，冷卻4min后移至鈦加熱板上，在70°C下加熱結(jié)晶30min;
[0051]冷卻至室溫后，取ΙΟΟμΙ碘甲胺溶液，將其一次性從樣品一角注射鋪滿樣品，反應(yīng)20s后在3000r/s下旋涂30s，移至鈦加熱板上，在70°C下加熱結(jié)晶30min，獲得鈣鈦礦光吸收層；
[0052](5)復(fù)合空穴傳輸層的制備:在使用的前兩小時(shí)配置乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液，溶劑為鄰二氯苯，濃度為0.8mg/ml ；
[0053]待鈣鈦礦光吸收層冷卻至室溫后，取40μ1乙酰丙酮銅前驅(qū)體滴在鈣鈦礦光吸收層上，在4000r/s下，旋涂20s，旋涂后在80°C下加熱結(jié)晶20min;冷卻至室溫后，再將20μ1Sp iro-OMeTAD溶液，在4000r/s下旋涂20s，獲得復(fù)合空穴傳輸層；
[0054](6)蒸鍍對(duì)電極:利用超真空鍍膜機(jī)在I X 10—5pa下，在復(fù)合空穴傳輸層上蒸鍍厚度為SOnm的金，作為對(duì)電極，獲得基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池。
[0055]實(shí)施例4
[0056](I)導(dǎo)電玻璃的清洗:將導(dǎo)電玻璃切成15mmX 13mm，利用鋅粉與鹽酸將其中間刻蝕掉2mm后，在重鉻酸鉀洗液中浸泡30min，取出用清水沖干;然后浸泡在洗滌液中超聲2h，取出分別用清水、去離子水、乙醇沖洗干凈放入烘箱烘干；
[0057](2)二氧化鈦致密層的制備:在清洗過(guò)的導(dǎo)電玻璃上，旋涂二氧化鈦致密層溶液，二氧化鈦致密層溶液的用量為40μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為3000r/s，時(shí)間為30s，旋涂后放入程序控溫加熱臺(tái)進(jìn)行加熱結(jié)晶，獲得厚度為50-70nm的二氧化鈦致密層；
[0058](3) 二氧化鈦骨架層的制備:將獲得的二氧化鈦致密層自然冷卻到室溫后移入手套箱內(nèi)，在二氧化鈦致密層上旋涂二氧化鈦骨架層溶液，二氧化鈦骨架層溶液的用量為35μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為5000r/s，時(shí)間為30s，旋涂后放入程序控溫加熱臺(tái)加熱結(jié)晶，獲得二氧化鈦骨架層；
[0059](4)鈣鈦礦光吸收層的制備:在使用的前一夜配制好碘化鉛溶液，并在60°C下加熱攪拌溶解，碘化鉛溶液的濃度為462mg/ml，然后在使用前Ih將其加熱至70°C，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保證恒溫以確保碘化鉛的溶解度;旋涂前Ih配置碘甲胺溶液，濃度為8mg/ml，并持續(xù)攪拌；
[0060]待二氧化鈦骨架層冷卻到室溫后移入手套箱內(nèi)，取40μ1碘化鉛溶液滴在二氧化鈦骨架層上，靜置50s后在4000r/s下旋轉(zhuǎn)30s，冷卻4min后移至鈦加熱板上，在70°C下加熱結(jié)晶30min;
[0061]冷卻至室溫后，取ΙΟΟμΙ碘甲胺溶液，將其一次性從樣品一角注射鋪滿樣品，反應(yīng)20s后在3000r/s下旋涂30s，移至鈦加熱板上，在70°C下加熱結(jié)晶30min，獲得鈣鈦礦光吸收層；
[0062](5)復(fù)合空穴傳輸層的制備:在使用的前兩小時(shí)配置乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液，溶劑為鄰二氯苯，濃度為I.2mg/ml ；
[0063]待鈣鈦礦光吸收層冷卻至室溫后，取40μ1乙酰丙酮銅前驅(qū)體滴在鈣鈦礦光吸收層上，在4000r/s下，旋涂20s，旋涂后在80°C下加熱結(jié)晶20min;冷卻至室溫后，再將20μ1Sp iro-OMeTAD溶液，在4000r/s下旋涂20s，獲得復(fù)合空穴傳輸層；
[0064](6)蒸鍍對(duì)電極:利用超真空鍍膜機(jī)在I X 10—5pa下，在復(fù)合空穴傳輸層上蒸鍍厚度為SOnm的金，作為對(duì)電極，獲得基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池。
[0065]實(shí)施例5
[0066](I)導(dǎo)電玻璃的清洗:將導(dǎo)電玻璃切成15mmX 13mm，利用鋅粉與鹽酸將其中間刻蝕掉2mm后，在重鉻酸鉀洗液中浸泡30min，取出用清水沖干;然后浸泡在洗滌液中超聲2h，取出分別用清水、去離子水、乙醇沖洗干凈放入烘箱烘干；
[0067](2) 二氧化鈦致密層的制備:在清洗過(guò)的導(dǎo)電玻璃上，旋涂二氧化鈦致密層溶液，二氧化鈦致密層溶液的用量為40μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為3000r/s，時(shí)間為30s，旋涂后放入程序控溫加熱臺(tái)進(jìn)行加熱結(jié)晶，獲得厚度為50-70nm的二氧化鈦致密層；
[0068](3) 二氧化鈦骨架層的制備:將獲得的二氧化鈦致密層自然冷卻到室溫后移入手套箱內(nèi)，在二氧化鈦致密層上旋涂二氧化鈦骨架層溶液，二氧化鈦骨架層溶液的用量為35μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為5000r/s，時(shí)間為30s，旋涂后放入程序控溫加熱臺(tái)加熱結(jié)晶，獲得二氧化鈦骨架層；
[0069](4)鈣鈦礦光吸收層的制備:在使用的前一夜配制好碘化鉛溶液，并在60°C下加熱攪拌溶解，碘化鉛溶液的濃度為462mg/ml，然后在使用前Ih將其加熱至70°C，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保證恒溫以確保碘化鉛的溶解度;旋涂前Ih配置碘甲胺溶液，濃度為8mg/ml，并持續(xù)攪拌；
[0070]待二氧化鈦骨架層冷卻到室溫后移入手套箱內(nèi)，取40μ1碘化鉛溶液滴在二氧化鈦骨架層上，靜置50s后在4000r/s下旋轉(zhuǎn)30s，冷卻4min后將其移至鈦加熱板上，在70 °C下加熱結(jié)晶30min;
[0071]冷卻至室溫后，取ΙΟΟμΙ碘甲胺溶液，將其一次性從樣品一角注射鋪滿樣品，反應(yīng)20s后在3000r/s下旋涂30s，移至鈦加熱板上，在70°C下加熱結(jié)晶30min，獲得鈣鈦礦光吸收層；
[0072](5)復(fù)合空穴傳輸層的制備:在使用的前兩小時(shí)配置乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液，溶劑為鄰二氯苯，濃度為1.4mg/ml ；
[0073]待鈣鈦礦光吸收層冷卻至室溫后，取40μ1乙酰丙酮銅前驅(qū)體滴在鈣鈦礦光吸收層上，在4000r/s下，旋涂20s，旋涂后在80°C下加熱結(jié)晶20min;冷卻至室溫后，再將20μ1Sp iro-OMeTAD溶液，在4000r/s下旋涂20s，獲得復(fù)合空穴傳輸層；
[0074](6)蒸鍍對(duì)電極:利用超真空鍍膜機(jī)在I X 10—5pa下，在復(fù)合空穴傳輸層上蒸鍍厚度為SOnm的金，作為對(duì)電極，獲得基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，所述的鈣鈦礦太陽(yáng)電池包括導(dǎo)電玻璃、二氧化鈦致密層、二氧化鈦骨架層、鈣鈦礦光吸收層、復(fù)合空穴傳輸層和對(duì)電極，其特征在于，所述復(fù)合空穴傳輸層的制備材料包括乙酰丙酮銅和Sp iro-OMeTAD。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合空穴傳輸層的制備方法為:將乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液旋涂于鈣鈦礦光吸收層上，在溫度為80-100°C下加熱結(jié)晶20min;冷卻到室溫后，再旋涂上20μ1的Spiro-OMeTAD溶液，獲得復(fù)合空穴傳輸層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟: (1)二氧化鈦致密層的制備:在清洗過(guò)的導(dǎo)電玻璃上旋涂二氧化鈦致密層溶液，加熱結(jié)晶，獲得厚度為50-70nm的二氧化鈦致密層； (2)二氧化鈦骨架層的制備:將獲得的二氧化鈦致密層自然冷卻到室溫后，在其上旋涂二氧化鈦骨架層溶液，加熱結(jié)晶，獲得二氧化鈦骨架層； (3)鈣鈦礦光吸收層的制備:將獲得的二氧化鈦骨架層冷卻到室溫后，利用兩步旋涂法制作鈣鈦礦光吸收層； 首先將30-50μ1碘化鉛溶液滴在二氧化鈦骨架層上，在3000-4000r/s下旋涂30s，然后在溫度為70-90°C下加熱結(jié)晶30min;冷卻到室溫后，再將70-100μ1碘甲胺溶液噴涂于碘化鉛上，反應(yīng)20-40s，然后在3000r/s下旋涂30s，最后在溫度為70-90°C下加熱結(jié)晶30min，獲得鈣鈦礦光吸收層； (4)復(fù)合空穴傳輸層的制備:將獲得的鈣鈦礦光吸收層冷卻到室溫后，將乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液旋涂于媽鈦礦光吸收層上，在溫度為80-100°C下加熱結(jié)晶20min;冷卻到室溫后，再旋涂上20μ1的Spiro-OMeTAD溶液，獲得復(fù)合空穴傳輸層； (5)對(duì)電極的制備:真空條件下，在復(fù)合空穴傳輸層上蒸鍍厚度為60-80nm的金，作為對(duì)電極，獲得基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，所述乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液的濃度為0.5-3mg/ml，溶劑為鄰二氯苯。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，所述乙酰丙酮銅前驅(qū)體溶液的旋涂的轉(zhuǎn)速為4000r/s，時(shí)間為30s ； Spiro-OMeTAD溶液旋涂的轉(zhuǎn)速為4000r/s，時(shí)間為20s。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述二氧化鈦致密層溶液的用量為30-50μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為3000r/s，旋涂時(shí)間為30s。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述二氧化鈦骨架層溶液的用量為30-50μ1，旋涂轉(zhuǎn)速為3000-5000r/s，旋涂時(shí)間為30s; 二氧化鈦骨架層溶液中，二氧化鈦顆粒的直徑為18nm。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述碘化鉛溶液的濃度為300-600mg/ml，溶劑為DMF;所述碘甲胺溶液的濃度為6-10mg/ml，溶劑為異丙醇。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，步驟(3)中碘化鉛溶液滴于二氧化鈦骨架層上，靜置30-60s后再旋涂;旋涂完畢后靜置2-5min后再加熱結(jié)晶。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)電池的制備方法，其特征在于，所述制備方法除步驟(I)與(2)的加熱結(jié)晶過(guò)程及步驟(5)外，均在水含量低于30%的手套箱中進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】H01L51/48GK105826476SQ201610154508
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】許佳, 姚建曦, 王冠雄, 張兵, 戴松元, 潘旭, 朱俊
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)