CN109768163A - 一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池及制备方法 - Google Patents

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CN109768163A CN201811491474.5A CN201811491474A CN109768163A CN 109768163 A CN109768163 A CN 109768163A CN 201811491474 A CN201811491474 A CN 201811491474A CN 109768163 A CN109768163 A CN 109768163A
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Abstract

本发明公开了一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池及制备方法，钙钛矿太阳能电池的结构从下至上依次为：导电玻璃FTO衬底、电子传输层、吸光层、空穴传输层和银电极，电子传输层为硫化镉/二氧化钛壳核结构的纳米线阵列，吸光层为钙钛矿材料，空穴传输层为Spiro‑OMeTAD。本发明提供的TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池及制备方法，先水热法制备二氧化钛纳米棒阵列，然后通过常温化学水浴沉积法使硫化镉沉积在二氧化钛纳米棒阵列上，形成均匀硫化镉/二氧化钛壳核结构的电子传输层，再依次制备吸光层、空穴传输层和银电极，制备过程简单，成本低，对设备要求不高，并且应用在钙钛矿太阳能电池上可提高电池的效率和稳定性。

Description

一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池及制备方法
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池及制备方法。
背景技术
新型有机无机杂化的钙钛矿材料以其优异的光吸收性能、较长的载流子扩散长度以及较高的载流子迁移率吸引了广大科研工作者的关注，把新型的钙钛矿材料应用在太阳能电池中，光电转化效率已经达到23.3%，为目前市场上太阳能电池转化效率的两倍。与传统的硅基太阳能电池相比而言，具有制备工艺更加简单、原材料价格更加低廉、材料来源更加广泛等优点。因此，钙钛矿太阳能电池在发展前景上具有比硅基太阳能电池更大的应用潜力。
基于TiO2纳米材料作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池是国内外研究的热点。其一，因为TiO2是n型宽带隙半导体材料，对紫外线的吸收能力强；其二，TiO2具有良好的耐热性、耐化学腐蚀性、无毒性、难溶性、高的折光系数和稳定的物理化学性质等特点，在太阳能电池和光催化等领域都有很高的应用价值；其三，可以使用多种方法制备出不同形貌的TiO2，比如二氧化钛纳米棒阵列，增加与钙钛矿材料的接触面积、电荷的提取和传输，从而提高器件的光电转化效率，但是TiO2表面的氧空位缺陷使钙钛矿太阳能的稳定性降低，限制了钙钛矿太阳能电池的商业化。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池及制备方法，得到合适均匀厚度的硫化镉修饰二氧化钛壳核结构，经过硫化镉修饰后的二氧化钛可以避免二氧化钛表面的氧空位与钙钛矿的直接接触，使其应用在钙钛矿电池上效率和稳定性最优。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池的结构从下至上依次为：导电玻璃FTO衬底、电子传输层、吸光层、空穴传输层和银电极，所述电子传输层为硫化镉/二氧化钛壳核结构的纳米线阵列，吸光层为钙钛矿材料，空穴传输层为Spiro-OMeTAD。
进一步的，包括以下步骤：
（1）制备电子传输层：首先水热法制备二氧化钛纳米棒阵列，然后使硫化镉沉积在二氧化钛纳米棒阵列上，形成硫化镉/二氧化钛壳核结构的纳米线阵列，得到电子传输层；
适量的钛酸四正丁酯均匀滴加到盐酸中，搅拌一段时间后倒入反应釜中加热，待冷却至室温后在导电玻璃FTO衬底上长出二氧化钛纳米棒阵列，于450-500℃退火30-50min，随后将带有二氧化钛纳米棒阵列的导电玻璃FTO衬底倾斜向下放入硫化镉前驱液中浸泡0-30min，再用去离子水和乙醇清洗后烘干，得到电子传输层；
所述硫化镉前驱液的制备步骤为：依次加入2(CdCl2)•5(H2O)、NH4Cl、氨水和硫脲并均匀的混合在去离子水中，搅拌均匀后得到硫化镉前驱液；
（2）制备吸光层：
步骤（1）得到的样品通过如下溶液旋涂得到吸光层：将适量的PbI2和CH3NH3I 溶于DMF与DMSO的混合溶液中，常温搅拌5-6h，随后加入氯苯，先于70-80℃退火5-10min，再于100-110℃退火10-15min；
（3）制备空穴传输层：
步骤（2）得到的样品通过如下溶液旋涂得到空穴传输层：先将适量的Li-TFSI 溶于乙腈中，得到Li-TFSI溶液；再将适量的Spiro-OMeTAD溶于氯苯中，均匀搅拌1-2h，得到Spiro-OMeTAD溶液；随后取适量的Li-TFSI溶液和TBP分别加入到Spiro-OMeTAD溶液中，搅拌24-36h；
（4）银电极：在步骤（3）得到的空穴传输层上进行银膜蒸镀，蒸镀厚度100-200nm。
进一步的，步骤（1）中，300-400μL钛酸四正丁酯均匀滴加到30-40mL HCl（4.5-5.5mol L-1）的盐酸中搅拌5-10min后倒入反应釜中，于150-180℃加热 2-3h，冷却至室温后在导电玻璃FTO上长出长度为500-700nm的二氧化钛纳米棒阵列，于450-500℃退火30-40min；将0.22-0.25g 2(CdCl2)•5(H2O)溶于50-70ml去离子水中，再依次加入0.17-0.19gNH4Cl、0.8-1mL氨水和0.53-0.60g硫脲，搅拌5-10min，得到硫化镉前驱液，随后将带有二氧化钛纳米棒阵列的导电玻璃FTO衬底倾斜向下放入硫化镉前驱液中浸泡5-15min，再用去离子水和乙醇清洗后烘干，得到电子传输层。
进一步的，步骤（2）中，470-480mg PbI2和155-165mg CH3NH3I 溶于0.60-0.68mLDMF和0.15-0.18mL DMSO的混合溶液中，常温搅拌5-6h，旋涂速度为4000 r/s，旋涂时间为15-20s，并在旋涂过程中的第9-10s加入250-350uL 氯苯, 先在70-80℃退火5-10min，然后再100-110℃退10-15min。
进一步的，步骤（3）中，第一步，取Li-TFSI溶于乙腈中，得到浓度500-520mg/ml的Li-TFSI溶液；第二步，70-75mg Spiro-OMeTAD溶于950-1000uL氯苯中均匀搅拌1-2h，得到Spiro-OMeTAD溶液；随后分别取17-29uL Li-TFSI溶液和TBP 加入到Spiro-OMeTAD溶液中，搅拌24-36h。
进一步的，步骤（3）中，第一步，取Li-TFSI溶于乙腈中，得到浓度500-520mg/ml的Li-TFSI溶液；第二步，70-75mg Spiro-OMeTAD溶于1mL氯苯中均匀搅拌1-2h，得到Spiro-OMeTAD溶液；随后分别取17-29uL Li-TFSI溶液和TBP 加入到Spiro-OMeTAD溶液中，搅拌24h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明公开了一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池及制备方法，钙钛矿太阳能电池的结构从下至上依次为：导电玻璃FTO衬底、电子传输层、吸光层、空穴传输层和银电极，所述电子传输层为硫化镉/二氧化钛壳核结构的纳米线阵列，吸光层为钙钛矿材料，空穴传输层为Spiro-OMeTAD。本发明提供的TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池及制备方法，先水热法制备二氧化钛纳米棒阵列，然后通过常温化学水浴沉积法使硫化镉沉积在二氧化钛纳米棒阵列上，形成均匀硫化镉/二氧化钛壳核结构，得到电子传输层，再依次制备吸光层、空穴传输层和银电极，得到TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池，制备过程简单，成本低，对设备要求不高，并且应用在钙钛矿太阳能电池上可提高电池的效率和稳定性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施例1的二氧化钛纳米棒阵列未浸泡硫化镉前驱液的SEM图；
图3是本发明实施例2的二氧化钛纳米棒阵列浸泡在硫化镉前驱液中10min的SEM图；
图4是本发明实施例3的二氧化钛纳米棒阵列浸泡在硫化镉前驱液中20min的SEM图；
图5是本发明实施例1的二氧化钛纳米棒阵列未浸泡硫化镉前驱液的TEM图；
图6是本发明实施例2的二氧化钛纳米棒阵列浸泡在硫化镉前驱液中10min的TEM图；
图7是本发明实施例3的二氧化钛纳米棒阵列浸泡在硫化镉前驱液中20min的TEM图；
图8-9分别是本发明实施例2中浸泡在硫化镉前驱液中10min时形成的硫化镉/二氧化钛纳米棒壳核结构的HRTEM图；
图10是本发明实施例2中浸泡在硫化镉前驱液中10min时形成的硫化镉/二氧化钛纳米棒壳核结构的电子能量损失谱图；
图11是本发明在AM 1.5G太阳光的照射下实施例1、实施例2与实施例3制成的钙钛矿太阳能电池的短路电流密度随电压变化对比图；
图12是本发明在AM 1.5G太阳光的照射下实施例1、实施例2与实施例3制成的钙钛矿太阳能电池的外量子效率EQE对比图；
图13是是本发明在AM 1.5G太阳光的照射下实施例1、实施例2与实施例3制成的钙钛矿太阳能电池的光致发光对比图；
图14是本发明实施例2基于硫化镉沉积在二氧化钛纳米棒阵列10min时制备的钙钛矿太阳能电池效率曲线图；
图15-18分别是本发明实施例1与实施例2的钙钛矿太阳能电池在空气中放置10h以内的开路电压、短路电流、填充因子、电池效率变化对比曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池，钙钛矿太阳能电池的结构从下至上依次为：导电玻璃FTO衬底、电子传输层、吸光层、空穴传输层和银电极，电子传输层为硫化镉/二氧化钛壳核结构的纳米线阵列，吸光层为钙钛矿材料，空穴传输层为Spiro-OMeTAD。
一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备电子传输层：首先水热法制备二氧化钛纳米棒阵列，然后使硫化镉沉积在二氧化钛纳米棒阵列上，形成硫化镉/二氧化钛壳核结构的纳米线阵列，得到电子传输层；
具体的，适量的钛酸四正丁酯均匀滴加到盐酸中，搅拌一段时间后倒入反应釜中加热，待冷却至室温后在导电玻璃FTO上长出二氧化钛纳米棒阵列，于450-500℃退火30-50min，随后将带有二氧化钛纳米棒阵列的导电玻璃FTO衬底倾斜向下放入硫化镉前驱液中浸泡0-30min，再用去离子水和乙醇清洗后烘干，得到电子传输层；其中，硫化镉前驱液的制备步骤为：依次加入2(CdCl2)•5(H2O)、NH4Cl、氨水和硫脲并均匀的混合在去离子水中，搅拌均匀后得到硫化镉前驱液。
（2）制备吸光层：步骤（1）得到的样品通过如下溶液旋涂得到吸光层：470-480mgPbI2和155-165mg CH3NH3I 溶于0.60-0.68mL DMF和0.15-0.18mL DMSO的混合溶液中，常温搅拌5-6h，旋涂速度为4000 r/s，旋涂时间为15-20s，并在旋涂过程中的第9-10s加入250-350uL 氯苯, 先在70-80℃退火5-10min，然后再100-110℃退10-15min。
（3）制备空穴传输层：步骤（2）得到的样品通过如下溶液旋涂得到空穴传输层：第一步，取Li-TFSI溶于乙腈中，得到浓度在500mg/ml的Li-TFSI溶液；第二步，70-75mgSpiro-OMeTAD溶于1mL氯苯中均匀搅拌1-2h，得到Spiro-OMeTAD溶液；随后分别取17-29uLLi-TFSI溶液和TBP 加入到Spiro-OMeTAD溶液中，搅拌24-36h。
（4）银电极：在步骤（3）得到的空穴传输层上通过真空蒸镀仪中进行银膜蒸镀，蒸镀厚度100-200nm。
步骤（1）中，300-400μL钛酸四正丁酯均匀滴加到30-40mL HCl（4.5-5.5mol L-1）的盐酸中搅拌5-10min后倒入反应釜中150-180℃加热 2-3h，冷却至室温后在导电玻璃FTO上长出长度为500-700nm的二氧化钛纳米棒阵列，于450-500℃退火30-40min；将0.22-0.25g2(CdCl2)•5(H2O)溶于50-70ml去离子水中，依次加入0.17-0.19g的NH4Cl、0.8-1ml的氨水和0.53-0.60g的硫脲，搅拌5-10min，得到硫化镉前驱液，随后将带有二氧化钛纳米棒阵列的导电玻璃FTO衬底倾斜向下放入硫化镉前驱液中浸泡5-15min，再用去离子水和乙醇清洗后烘干，得到电子传输层。
步骤（2）中，470-480mg PbI2和155-165mg CH3NH3I 溶于0.60-0.68mL DMF和0.15-0.18mL DMSO的混合溶液中，常温搅拌5-6h，旋涂速度为4000-5000 r/s，旋涂时间为15-20s，并在旋涂过程中的第9-10s加入250-350uL 氯苯, 先在70-80℃退火5-10min，然后再100-110℃退10-15min。
实施例1
如图1所示，一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池，钙钛矿太阳能电池的结构从下至上依次为：导电玻璃FTO衬底、电子传输层、吸光层、空穴传输层和银电极，电子传输层为硫化镉/二氧化钛壳核结构的纳米线阵列，吸光层为钙钛矿材料，空穴传输层为Spiro-OMeTAD。
一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备电子传输层：380μL钛酸四正丁酯均匀滴加到30mL HCl（5mol L-1）的盐酸中搅拌5min后倒入反应釜中150℃加热 3h，冷却至室温后在导电玻璃FTO上长出长度为600nm的二氧化钛纳米棒阵列，于500℃退火30min，不用浸泡硫化镉前驱液，用去离子水和乙醇清洗后烘干，得到覆盖在导电玻璃FTO衬底上的二氧化钛纳米棒阵列，其作为电子传输层。
（2）制备吸光层：
步骤（1）得到的样品通过如下溶液旋涂得到吸光层：480mg PbI2和159mg CH3NH3I 溶于0.64mL DMF和0.16mL DMSO的混合溶液中，常温搅拌6h，旋涂速度为4000 r/s，旋涂时间为20s，并在旋涂过程中的第10s加入300uL 氯苯, 先在75℃退火10min，然后再105℃退10min。
（3）制备空穴传输层：
步骤（2）得到的样品通过如下溶液旋涂得到空穴传输层：第一步，取Li-TFSI溶于乙腈中，得到浓度在520mg/mL的Li-TFSI溶液；第二步，72.3mg Spiro-OMeTAD溶于1mL氯苯中均匀搅拌1h，得到Spiro-OMeTAD溶液；随后分别取17.5μL Li-TFSI溶液和28.8μLTBP 加入到Spiro-OMeTAD溶液中，搅拌24h。
（4）银电极：在步骤（3）得到的空穴传输层上在真空蒸镀仪中进行银膜蒸镀，蒸镀厚度150nm。
二氧化钛纳米棒阵列未浸泡硫化镉前驱液得到的SEM和TEM图如图2和5所示，可作为对比试验观察实施例2与实施例3中硫化镉沉积情况。
实施例2
一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备电子传输层：380μL钛酸四正丁酯均匀滴加到30mL HCl（5mol L-1）的盐酸中搅拌5min后倒入反应釜中150℃加热 3h，冷却至室温后在导电玻璃FTO上长出长度为600nm的二氧化钛纳米棒阵列，于500℃退火30min；将依次加入 20 mM 2(CdCl2)•5(H2O)、66 mMNH4Cl、240 mM氨水和140 mM 硫脲，均匀的混合在去离子水中，搅拌10min，搅拌10min，得到硫化镉前驱液，随后将带有二氧化钛纳米棒阵列的导电玻璃FTO衬底倾斜向下放入硫化镉前驱液中浸泡10min，再用去离子水和乙醇清洗后烘干，得到覆盖在导电玻璃FTO衬底上的电子传输层。
（2）制备吸光层：
步骤（1）得到的样品通过如下溶液旋涂得到吸光层：480mg PbI2和159mg CH3NH3I 溶于0.64mL DMF和0.16mL DMSO的混合溶液中，常温搅拌6h，旋涂速度为4000 r/s，旋涂时间为20s，并在旋涂过程中的第10s加入300uL 氯苯, 先在75℃退火10min，然后再105℃退10min。
（3）制备空穴传输层：
步骤（2）得到的样品通过如下溶液旋涂得到空穴传输层：第一步，取Li-TFSI溶于乙腈中，得到浓度在520mg/mL的Li-TFSI溶液；第二步，72.3mg Spiro-OMeTAD溶于1mL氯苯中均匀搅拌1h，得到Spiro-OMeTAD溶液；随后分别取17.5μL Li-TFSI溶液和28.8μLTBP 加入到Spiro-OMeTAD溶液中，搅拌24h。
（4）银电极：在步骤（3）得到的空穴传输层上在真空蒸镀仪中进行银膜蒸镀，蒸镀厚度150nm。
余下同实施例1。
图3是实施例2的二氧化钛纳米棒阵列浸泡在硫化镉前驱液中10min的SEM图，图6是实施例2的二氧化钛纳米棒阵列浸泡在硫化镉前驱液中10min的TEM图，由SEM和TEM图可知，浸泡10min时硫化镉均匀覆盖在二氧化钛纳米棒表面，图8-9是实施例2中浸泡在硫化镉前驱液中10min时形成的硫化镉/二氧化钛纳米棒壳核结构的HRTEM图，其中晶面距 0.32nm和0.34 nm分别对应二氧化钛纳米棒的（001）和硫化镉的（111）晶面，图10是实施例2中浸泡在硫化镉前驱液中10min时形成的硫化镉/二氧化钛纳米棒壳核结构的电子能量损失谱图，从图中可清晰的看到Ti、O、Cd和S元素的分布情况，进一步的显示硫化镉均匀覆盖在二氧化钛纳米棒的表面。图14是实施例2基于硫化镉沉积在二氧化钛纳米棒阵列10min时制备的钙钛矿太阳能电池效率曲线图，基于硫化镉沉积在二氧化钛纳米棒10min时制备的钙钛矿太阳能电池效率可达17.71%，开路电压Voc可达到1.05V，短路电流Jsc可达22.36mA/cm2，填充因子FF可达0.75。
实施例3
一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备电子传输层：380μL钛酸四正丁酯均匀滴加到30mL HCl（5mol L-1）的盐酸中搅拌5min后倒入反应釜中150℃加热 3h，冷却至室温后在导电玻璃FTO上长出长度为600nm的二氧化钛纳米棒阵列，于500℃退火30min；将依次加入 20 mM 2(CdCl2)•5(H2O)、66 mMNH4Cl、240 mM氨水和140 mM 硫脲，均匀的混合在去离子水中，搅拌10min，搅拌10min，得到硫化镉前驱液，随后将带有二氧化钛纳米棒阵列的导电玻璃FTO衬底倾斜向下放入硫化镉前驱液中浸泡20min，再用去离子水和乙醇清洗后烘干，得到覆盖在导电玻璃FTO衬底上的电子传输层。
（2）制备吸光层：
步骤（1）得到的样品通过如下溶液旋涂得到吸光层：480mg PbI2和159mg CH3NH3I 溶于0.64mL DMF和0.16mL DMSO的混合溶液中，常温搅拌5-6h，旋涂速度为4000 r/s，旋涂时间为15-20s，并在旋涂过程中的第10s加入300uL 氯苯, 先在75℃退火10min，然后再105℃退10min。
（3）制备空穴传输层：
步骤（2）得到的样品通过如下溶液旋涂得到空穴传输层：第一步，取Li-TFSI溶于乙腈中，得到浓度在520mg/mL的Li-TFSI溶液；第二步，72.3mg Spiro-OMeTAD溶于1mL氯苯中均匀搅拌1h，得到Spiro-OMeTAD溶液；随后分别取17.5μL Li-TFSI溶液和28.8μLTBP加入到Spiro-OMeTAD溶液中，搅拌24h。
（4）银电极：在步骤（3）得到的空穴传输层上在真空蒸镀仪中进行银膜蒸镀，蒸镀厚度150nm。
余同实施例1和实施例2。
实施例1-3试验条件相同，只改变二氧化钛纳米棒阵列浸泡在硫化镉前驱液中的时间分别为0、10、20min。
图4是实施例3的二氧化钛纳米棒阵列浸泡在硫化镉前驱液中20min的SEM图，图7是实施例3二氧化钛纳米棒阵列浸泡在硫化镉前驱液中20min的TEM图，由未浸泡硫化镉（实施例1）、浸泡10min（实施例2）和浸泡20min（实施例3）硫化镉的SEM和TEM表面形貌可知，浸泡10min的硫化镉比浸泡20min的硫化镉更加均匀的覆盖在二氧化钛纳米棒表面，图8-9的HRTEM图也再次证明了这点。
图11是AM 1.5G太阳光的照射下实施例1、实施例2与实施例3制成的钙钛矿太阳能电池的短路电流密度随电压变化对比图（J-V图），图12是在AM 1.5G太阳光的照射下实施例1、实施例2与实施例3制成的钙钛矿太阳能电池的外量子效率EQE对比图，图13是在AM 1.5G太阳光的照射下实施例1、实施例2与实施例3制成的钙钛矿太阳能电池的光致发光对比图（PL图）。从图11可以看出实施例2的短路电流和开路电压均是最好的相比于实施列1和实施列3，说明硫化镉沉积在二氧化钛上10min所得的厚度对电池的性能是最优的，因此得到了最优的效率，如图14，最高效率可达17.71%，其中短路电流可达22.36mA cm-2，开路电压1.05V，填充因子0.75。图12是外量子效率EQE图，从图中可以看出实施列2的EQE是最高的，很好的与其短路电流最高相吻合。从图13中可以看出实施例2光致发光最低，基于钙钛矿材料覆盖在10min硫化镉沉积的二氧化钛纳米棒上的电子空穴对复合低，吸光性能最好。
图15-18分别是实施例1与实施例2的钙钛矿太阳能电池的开路电压、短路电流、填充因子、电池效率对比曲线图，可看出沉积了10min的硫化镉大大提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性，沉积10min的硫化镉提高了电池的效率，主要是降低了二氧化钛表面氧缺陷与钙钛矿的直接接触，从而降低了电子空穴对的复合，提高了太阳能电池器件的性能和效率。
上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池的结构从下至上依次为：导电玻璃FTO衬底、电子传输层、吸光层、空穴传输层和银电极，所述电子传输层为硫化镉/二氧化钛壳核结构的纳米线阵列，吸光层为钙钛矿材料，空穴传输层为Spiro-OMeTAD。
2.根据权利要求1所述的一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备电子传输层：首先水热法制备二氧化钛纳米棒阵列，然后使硫化镉沉积在二氧化钛纳米棒阵列上，形成硫化镉/二氧化钛壳核结构的纳米线阵列，得到电子传输层；
适量的钛酸四正丁酯均匀滴加到盐酸中，搅拌一段时间后倒入反应釜中加热，待冷却至室温后在导电玻璃FTO衬底上长出二氧化钛纳米棒阵列，于450-500℃退火30-50min，随后将带有二氧化钛纳米棒阵列的导电玻璃FTO衬底倾斜向下放入硫化镉前驱液中浸泡0-30min，再用去离子水和乙醇清洗后烘干，得到电子传输层；
所述硫化镉前驱液的制备步骤为：依次加入2(CdCl2)•5(H2O)、NH4Cl、氨水和硫脲并均匀的混合在去离子水中，搅拌均匀后得到硫化镉前驱液；
（2）制备吸光层：
步骤（1）得到的样品通过如下溶液旋涂得到吸光层：将适量的PbI2和CH3NH3I 溶于DMF与DMSO的混合溶液中，常温搅拌5-6h，随后加入氯苯，先于70-80℃退火5-10min，再于100-110℃退火10-15min；
（3）制备空穴传输层：
步骤（2）得到的样品通过如下溶液旋涂得到空穴传输层：先将适量的Li-TFSI 溶于乙腈中，得到Li-TFSI溶液；再将适量的Spiro-OMeTAD溶于氯苯中，均匀搅拌1-2h，得到Spiro-OMeTAD溶液；随后取适量的Li-TFSI溶液和TBP分别加入到Spiro-OMeTAD溶液中，搅拌24-36h；
（4）银电极：在步骤（3）得到的空穴传输层上进行银膜蒸镀，蒸镀厚度100-200nm。
3.根据权利要求1所述的一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，300-400μL钛酸四正丁酯均匀滴加到30-40mL HCl（4.5-5.5mol L-1）的盐酸中搅拌5-10min后倒入反应釜中，于150-180℃加热 2-3h，冷却至室温后在导电玻璃FTO上长出长度为500-700nm的二氧化钛纳米棒阵列，于450-500℃退火30-40min；将0.22-0.25g 2(CdCl2)•5(H2O)溶于50-70ml去离子水中，再依次加入0.17-0.19g NH4Cl、0.8-1mL氨水和0.53-0.60g硫脲，搅拌5-10min，得到硫化镉前驱液，随后将带有二氧化钛纳米棒阵列的导电玻璃FTO衬底倾斜向下放入硫化镉前驱液中浸泡5-15min，再用去离子水和乙醇清洗后烘干，得到电子传输层。
4.根据权利要求1所述的一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，470-480mg PbI2和155-165mg CH3NH3I 溶于0.60-0.68mL DMF和0.15-0.18mLDMSO的混合溶液中，常温搅拌5-6h，旋涂速度为4000 r/s，旋涂时间为15-20s，并在旋涂过程中的第9-10s加入250-350uL 氯苯, 先在70-80℃退火5-10min，然后再100-110℃退10-15min。
5.根据权利要求1所述的一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，第一步，取Li-TFSI溶于乙腈中，得到浓度500-520mg/ml的Li-TFSI溶液；第二步，70-75mg Spiro-OMeTAD溶于950-1000uL氯苯中均匀搅拌1-2h，得到Spiro-OMeTAD溶液；随后分别取17-29uL Li-TFSI溶液和TBP 加入到Spiro-OMeTAD溶液中，搅拌24-36h。
6.根据权利要求5所述的一种TiO2/CdS钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，第一步，取Li-TFSI溶于乙腈中，得到浓度500-520mg/ml的Li-TFSI溶液；第二步，70-75mg Spiro-OMeTAD溶于1mL氯苯中均匀搅拌1-2h，得到Spiro-OMeTAD溶液；随后分别取17-29uL Li-TFSI溶液和TBP 加入到Spiro-OMeTAD溶液中，搅拌24h。
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