CN109638164B - 一种水处理SnO2薄膜及其钙钛矿太阳能电池的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水处理SnO₂薄膜及其钙钛矿太阳能电池的制备方法。本发明的水处理SnO₂薄膜的制备步骤为：在导电基底表面旋涂一层去离子水，接着旋涂一层SnO₂胶体水溶液，并在70～200℃条件下退火30min制得。本发明的钙钛矿太阳能电池是在水处理SnO₂薄膜表面旋涂钙钛矿溶液，经退火处理，得到钙钛矿薄膜，再在钙钛矿薄膜表面依次旋涂空穴传输层和蒸镀金属电极。本发明制备工艺简单，环境友好，成本低廉，稳定性好，制得的SnO₂薄膜表现出优异的致密性和平整性，同时将其应用在正型平面三元混合钙钛矿电池中获得了21.39％的光电转化效率，为低成本制备平面钙钛矿太阳能电池走向商业化提供了可能。

Description

一种水处理SnO2薄膜及其钙钛矿太阳能电池的制备方法

技术领域

本发明涉及一种水处理SnO₂薄膜的制备方法和在正型平面钙钛矿太阳能电池中的应用，更具体地说，本发明涉及一种操作简单、低成本、无毒且高质量旋涂制备SnO₂薄膜的方法，以及以这种SnO₂薄膜作为电子传输层制备高效率平面钙钛矿太阳能电池的方法。

背景技术

通常金属氧化物(如TiO₂、ZnO等)被用作电子传输层应用在钙钛矿太阳能电池中^[1-2]，目前钙钛矿电池基于TiO₂电子传输层的光电转化效率已突破23％^[3]，对于TiO₂这种材料需要高温烧结来提升材料自身的结晶性，限制了这类材料在柔性电池中更广阔的应用。最近几年，SnO₂相比TiO₂具有以下优异的性能而引起了广大科研工作者的关注：1、相比TiO₂它具有与钙钛矿材料更好的能带匹配以及更低的导带，从而提升电子在其两者间的传输和有效的空穴阻挡。2、它具有更高的电子迁移能力和更强的导电性，从而提升电子传输速率和抑制载流子复合。3、它具有更宽的材料带隙和在可见光范围内的高透光性，从而增大钙钛矿材料对太阳光的吸收。4、它具有更好的化学稳定性和抵御紫外光稳定性。5、它能较低温制备从而扩大其应用市场。尽管相对其他金属氧化物电子传输材料它有这些独特的优异性能，但由于SnO₂薄膜制备的工艺多样，从而导致制备的SnO₂薄膜的光电性能差异也非常明显。如Hagfeled团队在2015年采用原子力沉积方法在120℃充满臭氧的环境中制备了15nm厚的SnO₂薄膜电子传输层，基于这个SnO₂薄膜制备的钙钛矿太阳能电池获得了光电转化效率超过18％的不错结果^[4]。 Zhong团队在2017年采用70℃化学浴沉积法制备的SnO₂薄膜，经过180℃退火1h后组装的钙钛矿太阳能电池获得了小面积光电转化效率超过20％、大面积66cm²光电转化效率15.76％^[5]。Fang团队在2015年首次报道采用溶胶-凝胶法先制备SnO₂胶体溶液，然后旋涂胶体溶液制备的SnO₂薄膜经过180℃退火1h后组装的钙钛矿太阳能电池获得了平均光电转化效率超过16％的好成绩^[6]。You团队在2016年首次报道采用商业SnO₂胶体水溶液旋涂制备的SnO₂薄膜经过150℃退火1h后组装的钙钛矿太阳能电池获得了国际认证光电转化效率19.9％的好成绩^[7]，通过对钙钛矿膜表面进行过量PbI₂钝化处理，其团队将钙钛矿太阳能电池光电转化认证效率提升到20.9％^[8]。

不同工艺制备的SnO₂薄膜差异非常大，原子力沉积工艺虽然能够精确制备高质量致密的薄膜，但造价昂贵不适合大面积生产。化学浴法虽然成本低，但通常制备的膜颗粒大小不均一，导致膜的平整度下降。而溶胶-凝胶法制备的SnO₂溶液室温下非常稳定，同时SnO₂颗粒大小均一，同时可以采用低成本的旋涂工艺制备高度平整SnO₂薄膜，且不需要再进行高温退火。因此，采用SnO₂胶体溶液制备高质量的SnO₂薄膜成为一个重要品质参数。常用的方式是通过紫外臭氧机处理透明导电基地ITO或FTO一段时间来改善导电基地与胶体溶液的浸润性^[4,7-8]，Xu团队在2018年报道了采用在SnO₂胶体溶液掺杂聚合物PEG，提升了旋涂制备的SnO₂薄膜的致密性和浸润性，最后制备的钙钛矿太阳能电池获得了平均光电转化效率19.5％的好成绩^[7]。Yang团队在2018年报道了采用EDTA包裹SnO₂颗粒制备的SnO₂胶体溶液，旋涂制备的SnO₂薄膜的平整度更好，最后制备的钙钛矿太阳能电池取得了国际认证光电转化效率21.6％^[8]。因此，高质量旋涂制备SnO₂薄膜仍具有巨大挑战。

【参考文献】

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发明内容

为克服上述方法的不足，我们发明了一种水处理旋涂制备高度平整致密的SnO₂薄膜的方法，该方法解决了旋涂SnO₂胶体溶液制备高度致密平整的SnO₂薄膜的难题，为可重复稳定制备高致密平整SnO₂薄膜提供可能。其操作步骤简单，实验成本低廉，对环境无污染，且本发明制备的SnO₂薄膜致密且平整，透明且结晶性好，为可重复稳定制备高效率平面钙钛矿太阳能电池提供可能。

为实现上述目的，本发明采用掺铟氧化锡透明导电玻璃(ITO)为衬底，采用商用Alfa-SnO₂胶体水溶液配制不同稀释比例前驱体旋涂液，在旋涂SnO₂胶体水溶液之前对 ITO进行水预处理，从而在ITO上制备了高致密平整的SnO₂薄膜，最后将SnO₂薄膜作为电子传输层应用在高效稳定的平面正型钙钛矿太阳能电池中。

本发明的上述第一个目的，采用如下技术方案实现：

本发明的一种水处理SnO₂薄膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)导电基底的预处理

选取大小适中的ITO衬底，清洗、干燥后利用紫外-臭氧处理15～30min，备用；

(2)配制SnO₂胶体水溶液

将SnO₂胶体水溶液用去离子水稀释，配制质量百分浓度为1～10wt％的SnO₂胶体水溶液；

(3)旋涂制备SnO₂薄膜

取步骤(1)预处理后的导电基底，采用去离子水作为一次镀膜液体，通过旋涂法在所述导电基底表面制备一层水膜；然后取步骤(2)所述的SnO₂胶体水溶液作为二次镀膜液体，立即将SnO₂胶体水溶液滴加在水膜表面，并迅速进行二次旋涂，使SnO₂胶体水溶液均匀扩散铺展在水膜表面，得到SnO₂预制层薄膜，经退火处理，得到均匀平整的SnO₂薄膜。

进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述SnO₂胶体水溶液优选为质量百分浓度为15wt％的商用Alfa-SnO₂胶体水溶液。

进一步地，上述技术方案，步骤(2)稀释后的SnO₂胶体水溶液的质量百分浓度优选为1～7.5wt％。

进一步地，上述技术方案，步骤(3)所述SnO₂预制层薄膜的退火处理条件为：退火温度为70～200℃，退火时间优选为0.5h。

本发明的第二个目的在于提供上述方法制得的水处理SnO₂薄膜的应用，可用于制备钙钛矿太阳能电池。

一种钙钛矿太阳能电池，所述电池从下至上依次包括：底电极、电子传输层、钙钛矿功能层、空穴传输层和金属对电极，其中：所述电子传输层材料为本发明上述方法制得的水处理SnO₂薄膜。

进一步，上述技术方案，所述底电极材料优选为ITO，所述钙钛矿功能层材料优选为Cs_0.05FA_0.81MA_0.14PbI_2.55Br_0.45；所述空穴传输层材料优选为Spiro-OMeTAD；所述金属对电极材料优选为Au。

进一步，上述技术方案，所述底电极的厚度为300～400nm，优选为360nm；所述电子传输层的厚度为10～30nm，优选为25nm；所述钙钛矿功能层的厚度为400～ 800nm，优选为600nm；所述空穴传输层厚度为150～250nm，优选为200nm；所述金属对电极的厚度为40～100nm，优选为60nm。

本发明的第三个目的在于提供上述所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)导电基底的预处理

选取大小适中的导电衬底，清洗、干燥后利用紫外-臭氧处理15～30min，备用；

(2)制备SnO₂薄膜

将商业SnO₂胶体水溶液用去离子水稀释，配制质量百分浓度为1～10wt％的SnO₂胶体水溶液，备用；

取步骤(1)预处理后的导电基底，采用去离子水作为一次镀膜液体，通过旋涂法在所述导电基底表面制备一层水膜；然后将所述的SnO₂胶体水溶液作为二次镀膜液体，立即将SnO₂胶体水溶液滴加在水膜表面，并迅速进行二次旋涂，使SnO₂胶体水溶液均匀扩散铺展在水膜表面，得到SnO₂预制层薄膜，退火处理后得到均匀平整的SnO₂薄膜；

(3)制备Cs_0.05FA_0.81MA_0.14PbI_2.55Br_0.45钙钛矿薄膜

配制钙钛矿前驱体溶液：将PbI₂、PbBr、MABr、FAI和CsI按比例依次加入到体积比为4：1的DMF与DMSO组成的混合溶剂中，室温搅拌8～12h后过滤，备用；

将步骤(2)所得样品用紫外-臭氧预处理后，利用反溶剂旋涂法将所述钙钛矿前驱体溶液旋涂在所述SnO₂薄膜表面，然后经烘烤处理，得到Cs_0.05FA_0.81MA_0.14PbI_2.55Br_0.45钙钛矿薄膜；

(4)制备空穴传输层

在步骤(3)所述Cs_0.05FA_0.81MA_0.14PbI_2.55Br_0.45钙钛矿薄膜表面旋涂一层 Spiro-OMeTAD层；

(5)在步骤(4)所述空穴传输层表面蒸镀金属电极，即得到所述的钙钛矿太阳能电池。

进一步地，上述技术方案，步骤(3)所述的反溶剂优选为乙酸乙酯。

进一步地，上述技术方案，步骤(3)所述烘烤温度优选为100℃，烘烤时间优选为10～30min。

本发明的优点和特色之处在于：

(1)本发明采用掺铟氧化锡透明导电玻璃(ITO)为衬底，以商业SnO₂胶体水溶液(15％wt)为锡源前驱体，与去离子水按照一定质量比稀释，通过去离子水处理SnO₂胶体水溶液与ITO的接触，优化ITO基地与SnO₂胶体水溶液的浸润性，从而在ITO上制备了高度平整致密的SnO₂薄膜。

(2)本发明解决了采用SnO₂胶体水溶液旋涂制备高度平整致密SnO₂薄膜的难点。

(3)本发明得到的水处理SnO₂薄膜的结晶性、增透性、导电性较好，而且SnO₂薄膜均匀致密，与传统低温制备的SnO₂平面钙钛矿太阳能电池相比，本发明得到的水处理修饰SnO₂平面钙钛矿太阳能电池的短路电流有明显的提升，小面积的光电转换效率可以达到20％以上；同时大面积1cm²钙钛矿太阳能电池的光电转换效率也可以达到 12％以上。

(4)本发明整个制备过程操作简单，安全可靠，同时对环境污染少。

附图说明

图1为本发明应用实施例1制得的SnO₂平面钙钛矿太阳能电池的结构示意图；

图2(a)、(b)分别为本发明应用实施例1制得的钙钛矿薄膜平面形貌图和电池截面图；

图3为本发明实施例1中SnO₂胶体浆料粉末的XRD图谱；

图4为本发明实施例1中SnO₂胶体浆料微粒的高分辨透射电镜(HRTEM)照片；

图5中(a)、(b)分别为本发明对比例1和实施例1中制得的SnO₂薄膜的表面形貌(SEM)对比图；

图6中(a)、(b)分别为本发明预处理后的ITO、实施例1和对比例1中制得的样品的透射率随波长变化的曲线对比图；

图7中(a)上下为本发明实施例1制得的SnO₂薄膜的二维和三维原子力显微镜照片；(b)上下为本发明对比例1中制得的SnO₂薄膜的二维和三维原子力显微镜照片；

图8中(a)、(b)分别为应用实施例1、对比应用例1中含水处理和未经水处理的电子传输层的钙钛矿膜荧光光谱对比图；

图9为本发明应用实施例1制得的SnO₂正型平面混合钙钛矿太阳能电池的J-V曲线。

具体实施方式

下面结合实施案例对本发明作进一步详细说明。本实施案例在以本发明技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程来说明本发明具有创造性，但本发明的保护范围不限于以下的实施案例。

根据本申请包含的信息，对于本领域技术人员来说可以轻而易举地对本发明的精确描述进行各种改变，而不会偏离所附权利要求的精神和范围。应该理解，本发明的范围不局限于所限定的过程、性质或组分，因为这些实施方案以及其他的描述仅仅是为了示意性说明本发明的特定方面。实际上，本领域或相关领域的技术人员明显能够对本发明实施方式作出的各种改变都涵盖在所附权利要求的范围内。

为了更好地理解本发明而不是限制本发明的范围，在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。

下述各实施例中薄膜表征和器件测试如下：

将所制备得到的SnO₂薄膜进行了透射谱、X射线衍射、电子扫描显微镜、原子力显微镜、荧光光谱分析。X射线衍射(XRD)分析使用的仪器是D8Advance，测定条件是 0.001°/步扫描。原子力显微镜表面平整度采用的是Brucker Multimode 8的单探针模式。荧光光谱测试仪采用的是波长为465nm的激发波长。电子扫描显微镜是在15KV的电压下进行的。

将组装好的平面钙钛矿太阳能电池进行光电性能测试。电流密度(J–V)的器件的测量是在一个计算机控制的吉时利236源测量单元进行。设备特性化是照明AM1.5G下的环境氛围中进行的，以100mW cm^-2的氙气灯为基础的太阳能模拟器(来自Newport Co.,LTD.)。

这些分析结果分别列于附图中。

实施例1

本实施例的水处理SnO₂薄膜采用如下方法制得，包括如下步骤：

(1)ITO基底的预处理

将厚度为1.1mm、长宽规格为2cm×2cm的方形结构的ITO导电基底依次用去污粉，去离子水，丙酮，异丙醇依次进行超声清洗，每个步骤时间为30min，洗干净的ITO基地直接放入70℃的真空干燥箱中烘干备用。

(2)配制质量百分浓度为7.5wt％的商用Alfa-SnO₂胶体水溶液

用胶头滴管取5ml商用Alfa-SnO₂胶体水溶液(质量百分浓度为15％wt)于10ml 试剂瓶，然后按照去离子水：商用Alfa-SnO₂胶体水溶液的质量比为1：1的比例稀释商用Alfa-SnO₂胶体水溶液，获得质量百分浓度为7.5wt％的SnO₂胶体水溶液；

(3)旋涂制备SnO₂薄膜

在清洗后烘干的导电基底ITO表面旋涂步骤(2)获得的稀释后的SnO₂胶体水溶液前先用宽度为3mm的聚酰亚胺耐高温黄胶带预留对电极，然后在紫外臭氧机中处理 15～30min。

取紫外臭氧处理后的导电基底，采用去离子水作为一次镀膜液体，通过旋涂法在所述导电基底表面制备一层水膜，旋涂台以3000转/秒的转速旋涂工作10s后关闭仪器；然后将步骤(2)所述的稀释后的SnO₂胶体水溶液作为二次镀膜液体，立即用移液枪量取100～200μL SnO₂胶体水溶液滴加在水膜表面，并迅速进行二次旋涂，旋涂台以3000 r/s的转速旋涂工作30s后关闭仪器，使SnO₂胶体水溶液均匀扩散铺展在水膜表面，得到SnO₂预制层薄膜，取下旋涂好的SnO₂预制层薄膜，放入100℃的热台烘烤0.5h，得到均匀平整的SnO₂薄膜，取下放入干净培养皿中保存；

实施例2

本实施例制备水处理SnO₂薄膜的方法与实施例1基本相同，区别仅在于步骤(2)中去离子水与商业SnO₂胶体水溶液的质量比不同，本实施例中采用的去离子水与商业 SnO₂胶体水溶液的质量比分别为2：1；4：1；6：1；8：1；10：1，来稀释商业SnO₂胶体水溶液。

对比例1

本对比例制备水处理SnO₂薄膜的方法与实施例1基本相同，区别仅在于本对比例步骤(3)中在旋涂SnO₂胶体水溶液前未采用去离子水进行一次镀水膜处理。

应用实施例1

本应用实施例是将上述实施例1制得的SnO₂薄膜用于制备平面钙钛矿太阳能电池。

如图1所示，本实施例的钙钛矿太阳能电池，所述电池从下至上依次包括：底电极、电子传输层、钙钛矿功能层、空穴传输层和金属对电极，其中：

所述底电极材料为ITO，所述电子传输层材料为实施例1所述方法制得的水处理SnO₂薄膜；所述钙钛矿功能层材料为Cs_0.05FA_0.81MA_0.14PbI_2.55Br_0.45；所述空穴传输层材料为Spiro-OMeTAD；所述金属对电极材料为Au；

所述底电极的厚度为360nm；所述电子传输层的厚度为25nm；所述钙钛矿功能层的厚度为600nm；所述空穴传输层厚度为200nm；所述金属对电极的厚度为60nm，所述电池面积为0.06cm²。

本实施例上述所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)在2cm×2cm的ITO上，旋涂制备SnO₂薄膜(具体方法参见实施例1)。

(2)制备Cs_0.05FA_0.81MA_0.14PbI_2.55Br_0.45钙钛矿薄膜

在手套箱中将PbI₂(1.2465g)、PbBr(0.1820g)、MABr(0.0501g)、FAI(0.4457g) 和CsI(0.0415g)溶于1.5168g的DMF和0.44g的DMSO(体积比为4:1)中配制成混合钙钛矿溶液前驱体，室温搅拌12h后过滤备用。

将SnO₂薄膜基底先在紫外臭氧机处理30min后，将过滤后的钙钛矿前驱体溶液采用低速加高速混合转速旋涂制备钙钛矿薄膜，在一定的旋涂窗口区滴加一定量(150～ 350μL)绿色反溶剂乙酸乙酯萃取成膜，然后将样品直接放置在100℃的热台中烘烤10～30min后取下。

(3)制备空穴传输层

在手套箱中将72.3mg的Spiro-OMeTAD溶于1.1g的氯苯中，常温搅拌30min后，将28.8μL的TBP注入，继续常温搅拌30min；再加入17.5μL质量分数为40.625％的锂盐乙腈溶液和29μL质量分数为29.30％的钴盐乙腈溶液，最后搅拌30min后过滤，得到Spiro-OMeTAD混合溶液；备用；

在步骤(2)制得的钙钛矿薄膜表面以4000r/s的转速旋涂所述的Spiro-OMeTAD混合溶液20s制备空穴传输层。

(4)将步骤(3)所得样品放在标准掩膜版下蒸镀金电极，金电极蒸镀厚度为60nm，即制得了本发明所述的SnO₂平面钙钛矿太阳能电池。

对比应用例1

本对比应用例是钙钛矿太阳能电池的结构及制备方法与应用实施例1基本相同，区别仅在于本对比应用例中的SnO₂薄膜的制备方法采用对比例1的方法制得。

测试结果分析说明：

通过对实施例1中采用的商业SnO₂胶体溶液的中SnO₂颗粒的、XRD(图3)、TEM (图4)和SEM(图5)测试，发现SnO₂颗粒的大小均一，且颗粒结晶性好。从SnO₂薄膜样品可见光透射谱(图6)中发现旋涂浆料制备的SnO₂薄膜均有明显的增透作用。采用水处理方法旋涂制备的SnO₂薄膜相比不处理制备的，SnO₂薄膜表面的针孔缺陷(图 6)和表明平整度(图7)都有很好的改善。原子力显微镜测试结果表明，水处理方法旋涂制备的SnO₂薄膜的二维和三维均方根粗糙度相比不处理的SnO₂薄膜降低了 74.97％和79.02％。同时对钙钛矿薄膜沉积在其上方的器件结构进行了稳态荧光光谱和瞬态稳态荧光光谱测试(图8)，结果表明水处理方法旋涂制备的SnO₂薄膜对光生载流子的传输能力有了较大的提升，界面接触的光生载流子复合降低。因此经本发明优化后的SnO₂薄膜制备成的钙钛矿太阳能电池在一个标准模拟太阳光测试下其电池的短路电流都有了极大的提升。

另外，经测试，应用实施例1制得的正型平面三元混合钙钛矿电池的光电转化效率为21.39％。

综上所述，采用本发明水处理制备的SnO₂薄膜致密且平整，透明且结晶性好，为可重复稳定制备高效率平面钙钛矿太阳能电池提供可能。

Claims (10)

1.一种水处理SnO₂薄膜的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(1)导电基底的预处理

选取大小适中的ITO衬底，清洗、干燥后利用紫外-臭氧处理15～30min，备用；

(2)配制SnO₂胶体水溶液

将SnO₂胶体水溶液用去离子水稀释，配制质量百分浓度为1～10wt％的SnO₂胶体水溶液；

(3)旋涂制备SnO₂薄膜

取步骤(1)预处理后的导电基底，采用去离子水作为一次镀膜液体，通过旋涂法在所述导电基底表面制备一层水膜；然后取步骤(2)所述的SnO₂胶体水溶液作为二次镀膜液体，立即将SnO₂胶体水溶液滴加在水膜表面，并迅速进行二次旋涂，使SnO₂胶体水溶液均匀扩散铺展在水膜表面，得到SnO₂预制层薄膜，经退火处理，得到均匀平整的SnO₂薄膜。

2.根据权利要求1所述的水处理SnO₂薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述SnO₂胶体水溶液优选为质量百分浓度为15wt％的商用Alfa-SnO₂胶体水溶液。

3.根据权利要求1所述的水处理SnO₂薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)稀释后的SnO₂胶体水溶液的质量百分浓度优选为1～7.5wt％。

4.根据权利要求1所述的水处理SnO₂薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述SnO₂预制层薄膜的退火处理条件为：退火温度为80～100℃，退火时间为0.5h。

5.权利要求1～4任一项 所述方法制得的水处理SnO₂薄膜在制备钙钛矿太阳能电池中的应用。

6.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述电池从下至上依次包括：底电极、电子传输层、钙钛矿功能层、空穴传输层和金属对电极，其中：所述电子传输层材料为权利要求1～4任一项 所述方法制得的水处理SnO₂薄膜。

7.权利要求6所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述底电极材料优选为ITO，所述钙钛矿功能层材料优选为Cs_0.05FA_0.81MA_0.14PbI_2.55Br_0.45；所述空穴传输层材料优选为Spiro-OMeTAD；所述金属对电极材料优选为Au。

8.权利要求6所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述底电极的厚度为300～400nm；所述电子传输层的厚度为10～30nm；所述钙钛矿功能层的厚度为400～800nm；所述空穴传输层厚度为150～250nm；所述金属对电极的厚度为40～100nm。

9.权利要求7所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(1)导电基底的预处理

选取大小适中的导电衬底，清洗、干燥后利用紫外-臭氧处理15～30min，备用；

(2)制备SnO₂薄膜

将商业SnO₂胶体水溶液用去离子水稀释，配制质量百分浓度为1～10wt％的SnO₂胶体水溶液，备用；

取步骤(1)预处理后的导电基底，采用去离子水作为一次镀膜液体，通过旋涂法在所述导电基底表面制备一层水膜；然后将所述的SnO₂胶体水溶液作为二次镀膜液体，立即将SnO₂胶体水溶液滴加在水膜表面，并迅速进行二次旋涂，使SnO₂胶体水溶液均匀扩散铺展在水膜表面，得到SnO₂预制层薄膜，退火处理后得到均匀平整的SnO₂薄膜；

(3)制备Cs_0.05FA_0.81MA_0.14PbI_2.55Br_0.45钙钛矿薄膜

配制钙钛矿前驱体溶液：将PbI₂、PbBr、MABr、FAI和CsI按比例依次加入到体积比为4：1的DMF与DMSO组成的混合溶剂中，室温搅拌8～12h后过滤，备用；

将步骤(2)所得样品用紫外-臭氧预处理后，利用反溶剂旋涂法将所述钙钛矿前驱体溶液旋涂在所述SnO₂薄膜表面，然后经烘烤处理，得到Cs_0.05FA_0.81MA_0.14PbI_2.55Br_0.45钙钛矿薄膜；

(4)制备空穴传输层

在步骤(3)所述Cs_0.05FA_0.81MA_0.14PbI_2.55Br_0.45钙钛矿薄膜表面旋涂一层Spiro-OMeTAD层；

(5)在步骤(4)所述空穴传输层表面蒸镀金属电极，即得到所述的钙钛矿太阳能电池。

10.根据权利要求9所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的反溶剂优选为乙酸乙酯。

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