CN107265881A - 多孔碘化亚铅层及应用该多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多孔碘化亚铅层及应用该多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，依次包括如下步骤：将聚苯乙烯和PbI2溶解于DMF中形成PbI2前驱溶液，对PbI2前驱溶液进行沉积形成PbI2层，然后立即使用丙酮和苯对PbI2层进行浸泡，最后对浸泡完成后的PbI2层进行加热干燥，至此多孔碘化亚铅层制备完成。本发明采用将聚苯乙烯加入至PbI2前驱溶液中，通过两步旋涂进行沉积的方法，避免了PbI2层表面多余的PbI2残留。同时相比未使用聚苯乙烯制备的钙钛矿太阳能电池，本发明的光电转换效率由9.17%升至 14.20%。
Description
技术领域
本发明涉及一种多孔碘化亚铅层及应用该多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，特别是一种多孔碘化亚铅层的制备方法和一种应用该多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池的制备方法。
背景技术
钙钛矿太阳能电池由于其成本低，性能好，制备简单受到广大科研人员以及产业界的高度重视。钙钛矿材料从2009 年应用于太阳能电池，到目前效率已经达到22％以上，是初始时的电池效率的6倍，把染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池等新型薄膜太阳电池甩在了身后，钙钛矿太阳能电池是近三年来发展最迅速的低成本薄膜太阳能电池。
钙钛矿太阳能电池结构核心是具有钙钛矿晶型(ABX3) 的有机金属卤化物吸光材料。在这种钙钛矿ABX3结构中，A 为甲胺基(CH3NH3)，B 为金属铅原子，X 为氯、溴、碘等卤素原子。目前在高效钙钛矿型太阳能电池中，最常见的钙钛矿材料是碘化铅甲胺(CH3NH3PbI3)，它的带隙约为1.5eV，消光系数高，几百纳米厚薄膜就可以充分吸收波长在800nm 以下的太阳光。而且，这种材料制备简单：通过将将PbI2和CH3NH3I 溶解在DMF溶液中制备前驱体溶液，在常温下通过旋涂即可获得均匀薄膜。上述特性使得钙钛矿型结构CH3NH3PbI3不仅可以实现对可见光和部分近红外光的吸收，而且所产生的光生载流子不易复合，能量损失小，这是钙钛矿型太阳能电池能够实现高效率的根本原因。
钙钛矿薄膜也可以通过两步法进行制备，首先沉积PbI2层，然后通过浸泡或者旋涂CH3NH3I溶液反应生成CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜。然而目前沉积的PbI2层由于溶剂挥发迅速，容易导致PbI2结晶形成致密结构，以致于后续的CH3NH3I溶质很难渗透到PbI2层的底部，与PbI2充分发生反应，实现PbI2的完全转化。采用致密结构的PbI2层转化的钙钛矿中会有大量的PbI2残余，从而影响电池的性能和稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种多孔碘化亚铅层的制备方法，有利于CH3NH3I溶质的渗透，从而保证PbI2完全的转化成钙钛矿薄膜，而没有PbI2的残余；并提供了一种应用该多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池的制备方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种多孔碘化亚铅层的制备方法，其特征在于：依次包括如下步骤：将聚苯乙烯和PbI2溶解于DMF中形成PbI2前驱溶液，对PbI2前驱溶液进行沉积形成PbI2层，然后立即使用丙酮和苯对PbI2层进行浸泡，最后对浸泡完成后的PbI2层进行加热干燥，至此多孔碘化亚铅层制备完成。
一种应用多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，依次包括如下步骤：
步骤1）：制备导电玻璃层；
步骤2）：在导电玻璃层的上方制备电子传输层；
其特征在于：步骤2）后还包括如下步骤：
步骤3）：在电子传输层上制备多孔碘化亚铅层；
步骤4）：将CH3NH3I的异丙醇溶液旋涂在步骤3）中制备完成后的多孔碘化亚铅层上，然后进行干燥，使多孔碘化亚铅层转换为CH3NH3PbI3层；
步骤5）：制备空穴传输材料溶液：在spiro-OMeTAD的氯苯溶液中加入Li-TFSI的乙腈溶液和4-叔丁基吡啶，至此空穴传输材料溶液制备完成；
步骤6）：将步骤5）中制备的空穴传输材料溶液旋涂至步骤4）中制备的CH3NH3PbI3层，使CH3NH3PbI3层的表面形成空穴传输材料层；
步骤7）：在步骤6）制备的空穴传输材料层上蒸镀银电极层，至此应用多孔碘化亚铅层的
钙钛矿太阳能电池制备完成。
步骤3）中，PbI2的质量为300mg-550mg，DMF的体积为3ml-6ml，聚苯乙烯的质量为5mg-50mg；步骤4）中，CH3NH3I的异丙醇溶液体积为20μL-100μL，CH3NH3I的质量分数为10mg/ml-15mg/ml。
制备完成后的空穴传输材料溶液中，氯苯的体积为2ml-3ml，spiro-OMeTAD的质量分数为50mg/mL-100mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL-20µL，Li-TFSI的质量分数为
400mg/mL-500mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为30µL-40µL。
电子传输层的表面先使用四氯化钛处理，然后再在电子传输层的表面制备多孔碘化亚铅层。
制备完成后的应用多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池中，导电玻璃层的厚度为
300nm-500nm，四氯化钛处理完成后的电子传输层的厚度为50nm-60nm，CH3NH3PbI3层的厚度为300nm-500nm，空穴传输材料层的厚度为200nm-300nm，蒸镀银电极层的厚度为
50nm-100nm。
相比现有技术，本发明采用将聚苯乙烯加入至PbI2前驱溶液中，通过两步旋涂进行沉积的方法，避免了PbI2层表面多余的PbI2残留。同时相比未使用聚苯乙烯制备的钙钛矿太阳能电池，本发明的光电转换效率由9.17%升至 14.20%。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
对比组。
本对比组为一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1）：制备导电玻璃层；
步骤2）：在导电玻璃层的上方制备电子传输层，其中电子传输层的表面使用四氯化钛处理；
步骤3）：将300mg-550mg的PbI2溶解于3ml-6ml的DMF中形成PbI2前驱溶液，将PbI2前驱溶液沉积在电子传输层上，然后进行干燥，至此电子传输层上形成PbI2层；
本实施例中，PbI2的使用量为300mg，DMF的使用量为4ml；
步骤4）：将20μL-100μL的CH3NH3I的异丙醇溶液（CH3NH3I的质量分数为10mg/ml-15mg/ml）旋涂在步骤3）中制备完成后的PbI2层上，然后进行干燥，使PbI2层转换为CH3NH3PbI3层；
步骤5）：制备空穴传输材料溶液：在spiro-OMeTAD的氯苯溶液中加入Li-TFSI的乙腈溶
液和4-叔丁基吡啶，至此空穴传输材料溶液制备完成；制备完成后的空穴传输材料溶液中，
氯苯的体积为2ml-3ml，spiro-OMeTAD的质量分数为50mg/mL-100mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL-20µL，Li-TFSI的质量分数为400mg/mL-500mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为
30µL-40µL；
作为优选，本实施例制备完成后的空穴传输材料溶液中，氯苯的体积为2ml，
spiro-OMeTAD的质量分数为70mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL，Li-TFSI的质量分数为
450mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为30µL；
步骤6）：将步骤5）中制备的空穴传输材料溶液旋涂至步骤4）中制备的CH3NH3PbI3层，使CH3NH3PbI3层得表面形成空穴传输材料层；
步骤7）：在步骤6）制备的空穴传输材料层上蒸镀银电极层，至此多孔钙钛矿太阳能电池
制备完成。
制备完成后的多孔钙钛矿太阳能电池中，导电玻璃层的厚度为300nm-500nm，四氯化钛处理完成后的电子传输层的厚度为50nm-60nm，CH3NH3PbI3层的厚度为200nm-300nm，空穴传输材料层的厚度为200nm-300nm，蒸镀银电极层的厚度为50nm-100nm。
在室温环境，使用氙灯模拟太阳光，光强为95.6mW/cm2( 太阳光模拟器型号：Newport 91192A) 条件下，测得钙钛矿太阳能电池( 有效光照面积为0.07cm2) 的光电转换效率为9.17％。制约本实施例制备的钙钛矿太阳能电池效率提升的主要因素在于DMF的快速结晶，导致了PbI2直接快速形成了致密的PbI2层，影响了CH3NH3I的渗透能力，对CH3NH3PbI3层的形成极为不利，同时本对比组的PbI2层经过CH3NH3I反应，甚至在退火之后，其颜色依然保持淡黄色，说明CH3NH3PbI3层的形成极为不顺。
实施例1。
本实施例为一种多孔钙钛矿太阳能电池的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1）：制备导电玻璃层；
步骤2）：在导电玻璃层上方制备电子传输层，其中电子传输层的表面使用四氯化钛处理；
步骤3）：将5mg的聚苯乙烯和300mg-550mg的PbI2溶解于3ml-6ml的DMF中形成PbI2前驱溶液，将PbI2前驱溶液沉积在电子传输层上形成PbI2层，然后立即使用丙酮和苯对PbI2层进行浸泡，最后对PbI2层进行干燥，至此PbI2层成为多孔碘化亚铅层；
本实施例中，PbI2的使用量为300mg，DMF的使用量为4ml；
步骤4）：将20μL-100μL的CH3NH3I的异丙醇溶液（CH3NH3I的质量分数为10mg/ml-15mg/ml）旋涂在步骤3）中制备完成后的PbI2层上，然后进行干燥，使PbI2层转换为CH3NH3PbI3层；
步骤5）：制备空穴传输材料溶液：在spiro-OMeTAD的氯苯溶液中加入Li-TFSI的乙腈溶
液和4-叔丁基吡啶，至此空穴传输材料溶液制备完成；制备完成后的空穴传输材料溶液中，
氯苯的体积为2ml-3ml，spiro-OMeTAD的质量分数为50mg/mL-100mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL-20µL，Li-TFSI的质量分数为400mg/mL-500mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为
30µL-40µL；
作为优选，本实施例制备完成后的空穴传输材料溶液中，氯苯的体积为2ml，
spiro-OMeTAD的质量分数为70mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL，Li-TFSI的质量分数为
450mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为30µL；
步骤6）：将步骤5）中制备的空穴传输材料溶液旋涂至步骤4）中制备的CH3NH3PbI3层，使CH3NH3PbI3层得表面形成空穴传输材料层；
步骤7）：在步骤6）制备的空穴传输材料层上蒸镀银电极层，至此多孔钙钛矿太阳能电池
制备完成。
制备完成后的多孔钙钛矿太阳能电池中，导电玻璃层的厚度为300nm-500nm，四氯化钛处理完成后的电子传输层的厚度为50nm-60nm，CH3NH3PbI3层的厚度为200nm-300nm，空穴传输材料层的厚度为200nm-300nm，蒸镀银电极层的厚度为50nm-100nm。
在室温环境，使用氙灯模拟太阳光，光强为95.6mW/cm2( 太阳光模拟器型号：Newport 91192A) 条件下，测得修饰过的钙钛矿太阳能电池( 有效光照面积为0.07cm2)的光电转换效率为10.23％。相比对比组的效率提升，主要在于PbI2和聚苯乙烯（PS）耦合形成了PbI2·xPS，PbI2·xPS在丙酮和苯的冲洗过程中迅速膨胀、溶解消失，CH3NH3I渗透到多孔的PbI2层，形成了致密、高质量的CH3NH3PbI3层。同时随着CH3NH3PbI3层中溶剂挥发，本实施例的PbI2层相比对比组快速转变为暗褐色。
实施例2。
本实施例为一种多孔钙钛矿太阳能电池的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1）：制备导电玻璃层；
步骤2）：在导电玻璃层上方制备电子传输层，其中电子传输层的表面使用四氯化钛处理；
步骤3）：将10mg的聚苯乙烯和300mg-550mg的PbI2溶解于3ml-6ml的DMF中形成PbI2前驱溶液，将PbI2前驱溶液沉积在电子传输层上形成PbI2层，然后立即使用丙酮和苯对PbI2层进行浸泡，最后对PbI2层进行干燥，至此PbI2层成为多孔碘化亚铅层；
本实施例中，PbI2的使用量为300mg，DMF的使用量为4ml；
步骤4）：将20μL-100μL的CH3NH3I的异丙醇溶液（CH3NH3I的质量分数为10mg/ml-15mg/ml）旋涂在步骤3）中制备完成后的PbI2层上，然后进行干燥，使PbI2层转换为CH3NH3PbI3层；
步骤5）：制备空穴传输材料溶液：在spiro-OMeTAD的氯苯溶液中加入Li-TFSI的乙腈溶
液和4-叔丁基吡啶，至此空穴传输材料溶液制备完成；制备完成后的空穴传输材料溶液中，
氯苯的体积为2ml-3ml，spiro-OMeTAD的质量分数为50mg/mL-100mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL-20µL，Li-TFSI的质量分数为400mg/mL-500mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为
30µL-40µL；
作为优选，本实施例制备完成后的空穴传输材料溶液中，氯苯的体积为2ml，
spiro-OMeTAD的质量分数为70mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL，Li-TFSI的质量分数为
450mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为30µL；
步骤6）：将步骤5）中制备的空穴传输材料溶液旋涂至步骤4）中制备的CH3NH3PbI3层，使CH3NH3PbI3层得表面形成空穴传输材料层；
步骤7）：在步骤6）制备的空穴传输材料层上蒸镀银电极层，至此多孔钙钛矿太阳能电池
制备完成。
制备完成后的多孔钙钛矿太阳能电池中，导电玻璃层的厚度为300nm-500nm，四氯化钛处理完成后的电子传输层的厚度为50nm-60nm，CH3NH3PbI3层的厚度为200nm-300nm，空穴传输材料层的厚度为200nm-300nm，蒸镀银电极层的厚度为50nm-100nm。
在室温环境，使用氙灯模拟太阳光，光强为95.6mW/cm2( 太阳光模拟器型号：Newport 91192A) 条件下，测得修饰过的钙钛矿太阳能电池( 有效光照面积为0.07cm2)的光电转换效率为12.55％。相比对比组的效率提升，主要在于PbI2和聚苯乙烯（PS）耦合形成了PbI2·xPS，PbI2·xPS在丙酮和苯的冲洗过程中迅速膨胀，CH3NH3I渗透到PbI2的内部，形成了多孔的CH3NH3PbI3层。同时随着CH3NH3I层中溶剂挥发，本实施例PbI2层相比实施例1快速转变为暗褐色。
实施例3。
本实施例为一种多孔钙钛矿太阳能电池的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1）：制备导电玻璃层；
步骤2）：在导电玻璃层上方制备电子传输层，其中电子传输层的表面使用四氯化钛处理；
步骤3）：将25mg的聚苯乙烯和300mg-550mg的PbI2溶解于3ml-6ml的DMF中形成PbI2前驱溶液，将PbI2前驱溶液沉积在电子传输层上形成PbI2层，然后立即使用丙酮和苯对PbI2层进行浸泡，最后对PbI2层进行干燥，至此PbI2层成为多孔碘化亚铅层；
本实施例中，PbI2的使用量为300mg，DMF的使用量为4ml；
步骤4）：将20μL-100μL的CH3NH3I的异丙醇溶液（CH3NH3I的质量分数为10mg/ml-15mg/ml）旋涂在步骤3）中制备完成后的PbI2层上，然后进行干燥，使PbI2层转换为CH3NH3PbI3层；
步骤5）：制备空穴传输材料溶液：在spiro-OMeTAD的氯苯溶液中加入Li-TFSI的乙腈溶
液和4-叔丁基吡啶，至此空穴传输材料溶液制备完成；制备完成后的空穴传输材料溶液中，
氯苯的体积为2ml-3ml，spiro-OMeTAD的质量分数为50mg/mL-100mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL-20µL，Li-TFSI的质量分数为400mg/mL-500mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为
30µL-40µL；
作为优选，本实施例制备完成后的空穴传输材料溶液中，氯苯的体积为2ml，
spiro-OMeTAD的质量分数为70mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL，Li-TFSI的质量分数为
450mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为30µL；
步骤6）：将步骤5）中制备的空穴传输材料溶液旋涂至步骤4）中制备的CH3NH3PbI3层，使CH3NH3PbI3层得表面形成空穴传输材料层；
步骤7）：在步骤6）制备的空穴传输材料层上蒸镀银电极层，至此多孔钙钛矿太阳能电池
制备完成。
制备完成后的多孔钙钛矿太阳能电池中，导电玻璃层的厚度为300nm-500nm，四氯化钛处理完成后的电子传输层的厚度为50nm-60nm，CH3NH3PbI3层的厚度为200nm-300nm，空穴传输材料层的厚度为200nm-300nm，蒸镀银电极层的厚度为50nm-100nm。
在室温环境，使用氙灯模拟太阳光，光强为95.6mW/cm2( 太阳光模拟器型号：Newport 91192A) 条件下，测得修饰过的钙钛矿太阳能电池( 有效光照面积为0.07cm2)的光电转换效率为13.37％。相比对比组的效率提升，主要在于PbI2和聚苯乙烯（PS）耦合形成了PbI2·xPS，PbI2·xPS在丙酮和苯的冲洗过程中迅速膨胀、溶解消失，CH3NH3I渗透到PbI2的内部，形成了多孔的CH3NH3PbI3层。同时随着CH3NH3I层中溶剂挥发，本实施例PbI2层相比实施例2快速转变为暗褐色。
实施例4。
本实施例为一种多孔钙钛矿太阳能电池的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1）：制备导电玻璃层；
步骤2）：在导电玻璃层上方制备电子传输层，其中电子传输层的表面使用四氯化钛处理；
步骤3）：将45mg的聚苯乙烯和300mg-550mg的PbI2溶解于3ml-6ml的DMF中形成PbI2前驱溶液，将PbI2前驱溶液沉积在电子传输层上形成PbI2层，然后立即使用丙酮和苯对PbI2层进行浸泡，最后对PbI2层进行干燥，至此PbI2层成为多孔碘化亚铅层；
本实施例中，PbI2的使用量为300mg，DMF的使用量为4ml；
步骤4）：将20μL-100μL的CH3NH3I的异丙醇溶液（CH3NH3I的质量分数为10mg/ml-15mg/ml）旋涂在步骤3）中制备完成后的PbI2层上，然后进行干燥，使PbI2层转换为CH3NH3PbI3层；
步骤5）：制备空穴传输材料溶液：在spiro-OMeTAD的氯苯溶液中加入Li-TFSI的乙腈溶
液和4-叔丁基吡啶，至此空穴传输材料溶液制备完成；制备完成后的空穴传输材料溶液中，
氯苯的体积为2ml-3ml，spiro-OMeTAD的质量分数为50mg/mL-100mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL-20µL，Li-TFSI的质量分数为400mg/mL-500mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为
30µL-40µL；
作为优选，本实施例制备完成后的空穴传输材料溶液中，氯苯的体积为2ml，
spiro-OMeTAD的质量分数为70mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL，Li-TFSI的质量分数为
450mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为30µL；
步骤6）：将步骤5）中制备的空穴传输材料溶液旋涂至步骤4）中制备的CH3NH3PbI3层，使CH3NH3PbI3层得表面形成空穴传输材料层；
步骤7）：在步骤6）制备的空穴传输材料层上蒸镀银电极层，至此多孔钙钛矿太阳能电池
制备完成。
制备完成后的多孔钙钛矿太阳能电池中，导电玻璃层的厚度为300nm-500nm，四氯化钛处理完成后的电子传输层的厚度为50nm-60nm，CH3NH3PbI3层的厚度为200nm-300nm，空穴传输材料层的厚度为200nm-300nm，蒸镀银电极层的厚度为50nm-100nm。
在室温环境，使用氙灯模拟太阳光，光强为95.6mW/cm2( 太阳光模拟器型号：Newport 91192A) 条件下，测得修饰过的钙钛矿太阳能电池( 有效光照面积为0.07cm2)的光电转换效率为14.20％。此时，修饰过的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率达到最优值，相比对比组的效率提升，主要在于PbI2和聚苯乙烯（PS）耦合形成了PbI2·xPS，PbI2·xPS在丙酮和苯的冲洗过程中迅速膨胀、溶解，CH3NH3I渗透到PbI2的内部，形成了多孔的CH3NH3PbI3层。同时随着CH3NH3I中溶剂挥发，本实施例PbI2层相比实施例3快速转变为暗褐色。
实施例5。
本实施例为一种多孔钙钛矿太阳能电池的制备方法，其具体步骤如下：
步骤1）：制备导电玻璃层；
步骤2）：在导电玻璃层上方制备电子传输层，其中电子传输层的表面使用四氯化钛处理；
步骤3）：将50mg的聚苯乙烯和300mg-550mg的PbI2溶解于3ml-6ml的DMF中形成PbI2前驱溶液，将PbI2前驱溶液沉积在电子传输层上形成PbI2层，然后立即使用丙酮和苯对PbI2层进行浸泡，最后对PbI2层进行干燥，至此PbI2层成为多孔碘化亚铅层；
本实施例中，PbI2的使用量为300mg，DMF的使用量为4ml；
步骤4）：将20μL-100μL的CH3NH3I的异丙醇溶液（CH3NH3I的质量分数为10mg/ml-15mg/ml）旋涂在步骤3）中制备完成后的PbI2层上，然后进行干燥，使PbI2层转换为CH3NH3PbI3层；
步骤5）：制备空穴传输材料溶液：在spiro-OMeTAD的氯苯溶液中加入Li-TFSI的乙腈溶
液和4-叔丁基吡啶，至此空穴传输材料溶液制备完成；制备完成后的空穴传输材料溶液中，
氯苯的体积为2ml-3ml，spiro-OMeTAD的质量分数为50mg/mL-100mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL-20µL，Li-TFSI的质量分数为400mg/mL-500mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为
30µL-40µL；
作为优选，本实施例制备完成后的空穴传输材料溶液中，氯苯的体积为2ml，
spiro-OMeTAD的质量分数为70mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL，Li-TFSI的质量分数为
450mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为30µL；
步骤6）：将步骤5）中制备的空穴传输材料溶液旋涂至步骤4）中制备的CH3NH3PbI3层，使CH3NH3PbI3层得表面形成空穴传输材料层；
步骤7）：在步骤6）制备的空穴传输材料层上蒸镀银电极层，至此多孔钙钛矿太阳能电池
制备完成。
制备完成后的多孔钙钛矿太阳能电池中，导电玻璃层的厚度为300nm-500nm，四氯化钛处理完成后的电子传输层的厚度为50nm-60nm，CH3NH3PbI3层的厚度为200nm-300nm，空穴传输材料层的厚度为200nm-300nm，蒸镀银电极层的厚度为50nm-100nm。
在室温环境，使用氙灯模拟太阳光，光强为95.6mW/cm2( 太阳光模拟器型号：Newport 91192A) 条件下，测得修饰过的钙钛矿太阳能电池( 有效光照面积为0.07cm2)的光电转换效率为13.72％。相比对比组的效率提升，主要在于PbI2和聚苯乙烯（PS）耦合形成了PbI2·xPS，PbI2·xPS在丙酮和苯的冲洗过程中迅速膨胀，CH3NH3I渗透到PbI2的内部，形成了多孔的CH3NH3PbI3层。同时随着CH3NH3I中溶剂挥发，本实施例PbI2层相比实施例4快速转变为暗褐色。但是由于空隙过多过大，导致电子传输效率降低，使得光电转换效率相比实施例4有所下降。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种多孔碘化亚铅层的制备方法，其特征在于：依次包括如下步骤：将聚苯乙烯和PbI2溶解于DMF中形成PbI2前驱溶液，对PbI2前驱溶液进行沉积形成PbI2层，然后立即使用丙酮和苯对PbI2层进行浸泡，最后对浸泡完成后的PbI2层进行加热干燥，至此多孔碘化亚铅层制备完成。
2.一种应用如权利要求1所述的多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，依次包括如下步骤：
步骤1）：制备导电玻璃层；
步骤2）：在导电玻璃层的上方制备电子传输层；
其特征在于：步骤2）后还包括如下步骤：
步骤3）：在电子传输层上制备多孔碘化亚铅层；
步骤4）：将CH3NH3I的异丙醇溶液旋涂在步骤3）中制备完成后的多孔碘化亚铅层上，然后进行干燥，使多孔碘化亚铅层转换为CH3NH3PbI3层；
步骤5）：制备空穴传输材料溶液：在spiro-OMeTAD的氯苯溶液中加入Li-TFSI的乙腈溶液和4-叔丁基吡啶，至此空穴传输材料溶液制备完成；
步骤6）：将步骤5）中制备的空穴传输材料溶液旋涂至步骤4）中制备的CH3NH3PbI3层，使CH3NH3PbI3层的表面形成空穴传输材料层；
步骤7）：在步骤6）制备的空穴传输材料层上蒸镀银电极层，至此应用多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池制备完成。
3.根据权利要求2所述的应用多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤3）中，PbI2的质量为300mg-550mg，DMF的体积为3ml-6ml，聚苯乙烯的质量为5mg-50mg；步骤4）中，CH3NH3I的异丙醇溶液体积为20μL-100μL，CH3NH3I的质量分数为10mg/ml-15mg/ml。
4.根据权利要求3所述的应用多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：制备完成后的空穴传输材料溶液中，氯苯的体积为2ml-3ml，spiro-OMeTAD的质量分数为50mg/mL-100mg/mL，乙腈溶液的体积为10µL-20µL，Li-TFSI的质量分数为400mg/mL-500mg/mL，4-叔丁基吡啶的体积为30µL-40µL。
5.根据权利要求4所述的应用多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：电子传输层的表面先使用四氯化钛处理，然后再在电子传输层的表面制备多孔碘化亚铅层。
6.根据权利要求5所述的应用多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：制备完成后的应用多孔碘化亚铅层的钙钛矿太阳能电池中，导电玻璃层的厚度为300nm-500nm，四氯化钛处理完成后的电子传输层的厚度为50nm-60nm，CH3NH3PbI3层的厚度为300nm-500nm，空穴传输材料层的厚度为200nm-300nm，蒸镀银电极层的厚度为50nm-100nm。
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