CN106784340B - 一种用钛酸铝降低钙钛矿太阳能电池界面复合的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用钛酸铝降低钙钛矿太阳能电池界面复合的方法，属于薄膜太阳能电池领域。包含以下步骤：以硝酸铝水溶液与TiCl4水解产物(非晶TiO2)作为铝源与钛源，硝酸铝水溶液悬涂于TiCl4处理后的TiO2致密层上，400‑600℃退火；钛酸铝水溶液的浓度为：1‑4mM；硝酸铝水溶液的旋涂次数为1‑4次；旋涂速度为3000‑6000转；旋涂时长为5‑30s。本发明采用离子溶液和旋涂工艺相结合。简化工艺、节约能源。

Description

一种用钛酸铝降低钙钛矿太阳能电池界面复合的方法
技术领域
一种用钛酸铝降低钙钛矿太阳能电池界面复合的方法，属于薄膜太阳能电池领域。
背景技术
钙钛矿太阳能电池(PSC)钙全称钛矿型甲胺铅碘薄膜太阳能电池，研究重点在于选择更适合传输电荷的材料，让电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)能收集更多的电荷。研究学者们通常采用阻挡层印刷，其厚度通常超过100nm，或是采用原子层沉积(ALD)，工艺繁琐。而工艺简易而不增加其PSC厚度的还未见报道。
发明内容
本发明方法避免了常规阻挡层繁琐的工艺或是厚度的增加，而提供的一种离子型简易的制备方法。
本发明提供的一种用钛酸铝降低钙钛矿太阳能电池界面复合的方法，其特征在于，包含以下步骤：
将基底上的TiO2致密层浸置于TiCl4溶液中，加热一段时间后取出，乙醇、去离子水冲洗，烘干，冷却至室温；取硝酸铝水溶液，铺展于TiCl4溶液处理后的TiO2致密层上，旋涂，然后400-600℃退火，然后经钙钛矿层、空穴传输层等制备，组装成钙钛矿太阳能电池。
TiCl4溶液的浓度优选为40mM，在TiCl4溶液中加热70℃，加热30min。
硝酸铝水溶液的浓度为：1-4mM；硝酸铝水溶液的旋涂次数为1-4次；旋涂速度为3000-6000转/秒；旋涂时长为5-30s。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：以硝酸铝水溶液与TiCl4水解产物(非晶TiO2)作为铝源与钛源。与现有常见Al2O3阻挡层(厚度超过100nm)相比，本发明采用离子溶液和旋涂工艺相结合。简化工艺、节约能源。
附图说明
图1：Al-PSC扫描电镜截面图。
图2：Al-PSC EDS能量射散谱图。
图3：DIXRD小角度掠射XRD
图4：TEM
图5：实施例2的Al-PSC IV曲线。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步描述本发明，其目的在于更好地理解本发明的内容，而不是对本发明的限制。
实施例1
基底为FTO的TiO2致密层浸置于40mM TiCl4溶液中，70℃30min后取出，乙醇、去离子水冲洗，烘干，冷却至室温；取2mM的硝酸铝水溶液，铺展于TiCl4溶液处理后的TiO2致密层上，旋涂1次(4000转/秒10s 5000转/秒10s)，500℃退火。经钙钛矿层、空穴传输层等制备，组装成钙钛矿太阳能电池。
实施例2
基底为FTO的TiO2致密层浸置于40mM TiCl4溶液中，70℃30min后取出，去乙醇、离子水冲洗，烘干，冷却至室温；取2mM的硝酸铝水溶液，铺展于TiCl4溶液处理后的TiO2致密层上，旋涂2次(4000转/秒10s 5000转/秒10s)，500℃退火。经钙钛矿层、空穴传输层等制备，组装成钙钛矿太阳能电池。
实施例3
基底为FTO的TiO2致密层浸置于40mM TiCl4溶液中，70℃30min后取出，去乙醇、离子水冲洗，烘干，冷却至室温；取2mM的硝酸铝水溶液，铺展于TiCl4溶液处理后的TiO2致密层上，旋涂3次(4000转/秒10s 5000转/秒10s)，500℃退火。经钙钛矿层、空穴传输层等制备，组装成钙钛矿太阳能电池。
实施例4
基底为FTO的TiO2致密层浸置于40mM TiCl4溶液中，70℃30min后取出，去乙醇、离子水冲洗，烘干，冷却至室温；取1mM的硝酸铝水溶液，铺展于TiCl4溶液处理后的TiO2致密层上，旋涂3次(4000转/秒25s)，500℃退火。经钙钛矿层、空穴传输层等制备，组装成钙钛矿太阳能电池。
实施例5
基底为FTO的TiO2致密层浸置于40mM TiCl4溶液中，70℃30min后取出，去乙醇、离子水冲洗，烘干，冷却至室温；取4mM的硝酸铝水溶液，铺展于TiCl4溶液处理后的TiO2致密层上，旋涂1次(6000转/秒5s)，400℃退火。经钙钛矿层、空穴传输层等制备，组装成钙钛矿太阳能电池。
附表
表1实验参数列表

Claims (3)

1.一种用钛酸铝降低钙钛矿太阳能电池界面复合的方法，其特征在于，包含以下步骤：
将基底上的TiO2致密层浸置于TiCl4溶液中，加热一段时间后取出，乙醇、去离子水冲洗，烘干，冷却至室温；取硝酸铝水溶液，铺展于TiCl4溶液处理后的TiO2致密层上，旋涂，然后400-600℃退火，然后经钙钛矿层、空穴传输层制备，组装成钙钛矿太阳能电池。
2.按照权利要求1所述的一种用钛酸铝降低钙钛矿太阳能电池界面复合的方法，其特征在于，TiCl4溶液的浓度为40mM，在TiCl4溶液中加热70℃，加热30min。
3.按照权利要求1所述的一种用钛酸铝降低钙钛矿太阳能电池界面复合的方法，其特征在于，硝酸铝水溶液的浓度为：1-4mM；硝酸铝水溶液的旋涂次数为1-4次；旋涂速度为3000-6000转/秒；旋涂时长为5-30s。
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