CN109768168A - 一种制备双电子传输层钙钛矿太阳能电池方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供本发明提供了一种利用双电子传输层结构制备高性能钙钛矿太阳能电池的方法。所述方法包括：在掺杂氟的氧化锡透明导电玻璃上制备双电子传输层；所述双电子传输层为铟镓锌氧薄膜和氧化锡薄膜，所述IGZO薄膜的制备方法可选磁控溅射或者溶液旋涂，层厚10‑45nm；采用溶液旋涂的方法制备一层有机无机杂化钙钛矿结构的FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3作为光吸收层；采用溶液旋涂的方法制备一层Spiro‑OMeTAD作为空穴传输层；采用真空蒸镀金电极。上述技术方案具有如下有益效果：减少太阳能电池内部载流子复合促进有效能量输出，提高太阳能电池的填充因子(FF)，以制备高能量转换效率的太阳能电池。
Description
技术领域
本发明涉及钙钛矿太阳能电池领域，尤其涉及一种基于铟镓锌氧和二氧化锡双电子传输层钙钛矿太阳能电池制备方法。
背景技术
钙钛矿太阳能电池在近年来获得迅速的发展，其最高能量转换效率已经达到22.1％。为了实现有效的能量输出，钙钛矿太阳能电池中通常包括吸光层、载流子传输/阻挡层和电极等多层薄膜。其中载流子传输层包括电子传输层和空穴传输层，分别起到传导电子、阻挡空穴和传导空穴、阻挡电子的作用，以促进吸光层产生的光生载流子向两侧分离，形成有效的能量输出，减少太阳能电池内部的载流子复合，提高能量转换效率。
铟镓锌氧(IGZO)是平板显示领域薄膜晶体管常用的沟道层材料，其具有宽禁带、高透光性和高迁移率的优点。与钙钛矿太阳能电池中常用的二氧化钛(TiO2)电子传输材料相比，IGZO拥有与TiO2相似的能级结构，并且有着远高于TiO2的电子迁移率，意味着IGZO可以应用为钙钛矿太阳能电池的电子传输层，并能帮助实现更高的能量转换效率。
IGZO直接与钙钛矿材料接触时可能引起钙钛矿材料的分解，并且IGZO表面的缺陷态可能成为太阳能电池内部的载流子复合中心，造成太阳能电池效率下降甚至引起期间损坏。作为IGZO表面缺陷钝化和器件保护层，本发明中在IGZO电子传输层表面增加一层SnO2电子传输层形成双电子传输层结构，制备出高能量转换效率，且输出电流密度-电压曲线具有更高填充因子(FF)和低正反电压扫描方向回滞。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
IGZO直接与钙钛矿材料接触时可能引起钙钛矿材料的分解，并且IGZO表面的缺陷态可能成为太阳能电池内部的载流子复合中心，造成太阳能电池效率下降甚至引起期间损坏。
发明内容
本发明实施例提供一种高能量转换效率和右更高充填因子的钙钛矿太阳能电池。
一方面，本发明实施例提供了具有IGZO和SnO2双电子传输层结构的钙钛矿太阳能电池。
另一方面，本发明实施例提供了具有IGZO和SnO2双电子传输层结构钙钛矿太阳能电池的制备方法。
一种具有双电子传输层结构的太阳能电池的制备方法，所述方法包括：
步骤1.在掺杂氟的FTO导电玻璃上制备双电子传输层；所述双电子传输层为IGZO薄膜和SnO2薄膜，所述IGZO薄膜的制备方法可选磁控溅射或者溶液旋涂，层厚10-45nm；所述SnO2薄膜采用溶液旋涂法制备；
步骤2.在所述双电子传输层上采用溶液旋涂的方法制备一层有机无机杂化钙钛矿结构的FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3作为光吸收层；
步骤3.在所述光吸收层上采用溶液旋涂的方法制备一层Spiro-OMeTAD作为空穴传输层；
步骤4.在所述空穴传输层上采用真空蒸镀的方法制备一层金属电极层。
可选的，IGZO薄膜可以使用磁控溅射或者溶液旋涂制备；磁控溅射法制备IGZO薄膜参数为：靶材铟镓锡成分比例为1：1：1，溅射功率100W，氩氧比47：3，退火温度为250℃，时间为1小时，沉积膜厚为45nm；
可选的，IGZO薄膜溶液旋涂法制备参数为：溶液铟镓锡物质的量浓度比为6：1：3，旋涂转速为3000rpm，时间40秒，前烘温度为100℃，时间为5分钟，退火温度为290℃，时间为1小时，液法制备IGZO薄膜厚度为10nm；
溶液法制备IGZO薄膜参数为：铟镓锡物质的量浓度比为6：1：3的IGZO溶液旋涂转速为3000rpm，时间40秒，前烘温度为100℃，时间为5分钟，火温度为290℃，时间为1小时，液法制备IGZO薄膜厚度为10nm；
可选的，对FTO导电玻璃进行20分钟紫外线/臭氧亲水处理，。
可选的，所述方法包括：
制备IGZO前驱液，具体为：以0.1mol/L物质的量浓度分别将水合硝酸镓、水合硝酸铟、水合硝酸锌粉末溶于2-甲氧基乙醇溶剂，并在常温下使用磁性搅拌2小时进行溶解，其后按照铟：镓：锡＝6：1：3的比例将铟、镓、锌各自的溶液按照溶剂比例混合并在常温下使用磁性搅拌2小时进行混合，混合溶液使用0.22μm滤嘴进行过滤；
可选的，SnO2薄膜溶液旋涂的参数为：旋涂转速为2000rpm，时间30秒，退火温度为170℃，时间为1小时，空气中退火，溶液旋涂法制备SnO2薄膜厚度为20nm；
可选的，所述方法包括：
制备SnO2前驱液：15％质量浓度的SnO2水溶液加去离子水稀释至质量浓度为2.67％；
可选的，所述方法包括：
在有机无机杂化的钙钛矿FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3旋涂时使用反溶剂辅助钙钛矿材料结晶；
可选的，所述反溶剂为氯苯；
可选的，所述在金属电极层是如下电极层：Au电极、Ag电极；层厚为80～120nm。
该具有IGZO和SnO2双电子传输层结构的钙钛矿太阳能电池是按照从下往上的顺序的，FTO中文名称导电玻璃衬底、IGZO电子传输层、SnO2电子传输层、吸光层FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿、空穴传输层以及金属层组成的；其中：
所述的IGZO电子传输层可采用磁控溅射或者溶液旋涂的方法制备，层厚度为10～45nm；
所述SnO2电子传输层使用溶液旋涂法制备，层厚为20nm；
所述吸光层FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3(甲醚甲胺铯铅溴碘钙钛矿)使用一步旋涂法结合氯苯反溶剂制备，厚度为400～500nm；
所述Spiro-OMeTAD{2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴}空穴传输层使用溶液旋涂法制备，层厚200～300nm；
所述金属电极层使用真空蒸镀法制备，层厚80～120nm。
电池效率达到17.21％。
上述技术方案具有如下有益效果：因为采用本发明中在IGZO电子传输层表面增加一层SnO2电子传输层形成双电子传输层结构的技术手段，所以达到了制备出高能量转换效率，且输出电流密度-电压曲线具有更高填充因子(FF)和低正反电压扫描方向回滞的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是为本发明实施例一种具有IGZO和SnO2双电子传输层钙钛矿太阳能电池制备方法的流程图；
图2为应用本发明实施例所述方案制备具有IGZO和SnO2双电子传输层钙钛矿太阳能电池结构图；
图3为本发明应用实例在AM1.5G光照下的钙钛矿太阳能电池的伏安特性曲线；
图4为本发明应用在AM1.5G光照下的钙钛矿太阳能电池的稳定性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种具有双电子传输层结构的太阳能电池的制备方法，所述方法包括：
步骤1.在掺杂氟的FTO(二氧化锡导电玻璃)导电玻璃上制备双电子传输层；所述双电子传输层为IGZO(铟镓锌氧)薄膜和SnO2(二氧化锡)薄膜，所述IGZO薄膜的制备方法可选磁控溅射或者溶液旋涂，层厚10-45nm；所述SnO2薄膜采用溶液旋涂法制备；步骤2.在所述双电子传输层上采用溶液旋涂的方法制备一层有机无机杂化钙钛矿结构的FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3作为光吸收层；
步骤3.在所述光吸收层上采用溶液旋涂的方法制备一层Spiro-OMeTAD作为空穴传输层；
步骤4.在所述空穴传输层上采用真空蒸镀的方法制备一层金属电极层，以上方法能够减少太阳能电池内部载流子复合促进有效能量输出，提高太阳能电池的填充因子(FF)，以制备高能量转换效率(PCE)的太阳能电池。
可选的，IGZO(铟镓锌氧)薄膜可以使用磁控溅射或者溶液旋涂制备；磁控溅射法制备IGZO薄膜参数为：靶材铟镓锡成分比例为1：1：1，溅射功率100W，氩氧比47：3，退火温度为250℃，时间为1小时，沉积膜厚为45nm；得到均匀致密且氧化程度合适的薄膜，获取最优的半导体特性。
可选的，IGZO(铟镓锌氧)薄膜溶液旋涂法制备参数为：溶液铟镓锡物质的量浓度比为6：1：3，旋涂转速为3000rpm，时间40秒，前烘温度为100℃，时间为5分钟，退火温度为290℃，时间为1小时，液法制备IGZO薄膜厚度为10nm；得到均匀致密且氧化程度合适的薄膜，获取最优的半导体特性。
可选的，溶液法制备IGZO薄膜参数为：铟镓锡物质的量浓度比为6：1：3的IGZO溶液旋涂转速为3000rpm，时间40秒，前烘温度为100℃，时间为5分钟，火温度为290℃，时间为1小时，液法制备IGZO薄膜厚度为10nm；得到均匀致密且氧化程度合适的薄膜，获取最优的半导体特性。
可选的，对FTO(二氧化锡导电玻璃)导电玻璃进行20分钟紫外线/臭氧亲水处理；提高衬底表面与IGZO溶液之间的亲和性，提高旋涂薄膜致密性。
可选的，所述方法包括：
制备IGZO前驱液，具体为：以0.1mol/L物质的量浓度分别将水合硝酸镓、水合硝酸铟、水合硝酸锌粉末溶于2-甲氧基乙醇溶剂，并在常温下使用磁性搅拌2小时进行溶解，其后按照铟：镓：锡＝6：1：3的比例将铟、镓、锌各自的溶液按照溶剂比例混合并在常温下使用磁性搅拌2小时进行混合，混合溶液使用0.22μm滤嘴进行过滤；使药品充分溶解混合并除去杂质，得到适用于旋涂制备薄膜的胶体。
可选的，SnO2薄膜溶液旋涂的参数为：旋涂转速为2000rpm，时间30秒，退火温度为170℃，时间为1小时，空气中退火，溶液旋涂法制备SnO2薄膜厚度为20nm；得到合适厚度且均匀致密的SnO2薄膜。
可选的，所述方法包括：
制备SnO2前驱液：15％质量浓度的SnO2水溶液加去离子水稀释至质量浓度为2.67％；该浓度与旋涂参数配合可在单次旋涂退火操作中得到最佳薄膜厚度。
可选的，所述方法包括：
在有机无机杂化的钙钛矿FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3旋涂时使用反溶剂辅助钙钛矿材料结晶；
可选的，所述反溶剂为氯苯；
可选的，所述在金属电极层是如下电极层：Au(金)电极、Ag(银)电极；层厚为80～120nm。Au电极、Ag电极具有电导率高的优点，降低电池内部能量损耗。。
如图1所示，为本发明实施例一种具有IGZO和SnO2双电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备方法流程图，所述方法包括：
101、在FTO导电玻璃上制备IGZO电子传输层，所述厚度为10～45nm；
102、采用旋涂的方法在IGZO电子传输层上制备2电子传输层，厚度为20nm；
103、采用旋涂的方法在2电子传输层上制备FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿层作为太阳能电池吸光层，层厚为400～500nm；
104、采用旋涂的方法在钙钛矿吸光层上制备Spiro-OMeTAD空穴传输层；
105、采用真空蒸镀的方法在空穴传输层上制备金属电极，厚度为80～120nm。
优选的，可以采用真空蒸镀或者溶液旋涂的方法制备IGZO电子传输层；
进一步，优选的真空蒸镀沉积IGZO电子传输层的工艺参数为：靶材铟镓锡成分比例为1：1：1，溅射功率100W，氩氧比47：3，退火温度为250℃，时间为1小时，沉积膜厚为45nm；
进一步，优选的，溶液旋涂制备IGZO电子传输层的工艺参数为：溶液铟镓锡物质的量浓度比为6：1：3，旋涂转速为3000rpm，时间40秒，前烘温度为100℃，时间为5分钟，退火温度为290℃，时间为1小时，液法制备IGZO薄膜厚度为10nm；
进一步，优选的，IGZO溶液的配备方法为：以0.1mol/L物质的量浓度分别将水合硝酸镓、水合硝酸铟、水合硝酸锌粉末溶于2-甲氧基乙醇溶剂配备前驱液，并在常温下使用磁性搅拌2小时进行溶解，其后按照铟：镓：锡＝6：1：3的比例将铟、镓、锌各自的溶液按照溶剂比例混合并在常温下使用磁性搅拌2小时进行混合，混合溶液使用0.22μm滤嘴进行过滤；
优选的，使用溶液旋涂法制备SnO2电子传输层，工艺参数为：旋涂转速为2000rpm，时间30秒，退火温度为170℃，时间为1小时，空气中退火，溶液旋涂法制备SnO2薄膜厚度为20nm；
进一步，优选的，SnO2溶液的配备方法为：15％质量浓度的SnO2水溶液加去离子水稀释至质量浓度为2.67％；
优选的，使用溶液旋涂法制备FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿层的工艺参数为：旋涂转述为4000rpm，时间为10秒，在高速旋转的第七秒滴下氯苯反溶剂，退火温度为100℃，时间为30分钟，氮气中退火；
进一步，优选的，FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿溶液的配备方法为：CsI、FAI、MAI、PbI2和PbBr2物质的量比例为0.1：0.7：0.2：0.975：0.025，溶剂组成为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)：二甲基亚砜(DMSO)＝4：1(容积比)，配成物质的量浓度为3mol/ml的FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿溶液；
优选的，空穴传输层为Spiro-OMeTAD；
进一步，优选的，Spiro-OMeTAD的旋涂制备工艺参数为：旋涂转速3000rpm，时间30秒，干燥箱(空气)环境中静置氧化8小时；
进一步，优选的，Spiro-OMeTAD溶液的配备方法为：称量72～75mg Sporo-MeOTAD粉末溶入到1ml氯苯中，溶解至均匀。加入25～28ul 4-叔丁基吡啶(TBP)和18～20ul Li-TFSI溶液，搅拌至均匀；
优选的，金属电极至少是如下的一种：Au电极、Ag电极，层厚80～120nm；
如图2所示，为应用本发明实施例所述方案制备具有IGZO和SnO2双电子传输层钙钛矿太阳能电池结构图，从下到上的顺序结构包括：FTO导电玻璃衬底、IGZO电子传输层、SnO2电子传输层、吸光层FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿、空穴传输层以及金属电极。其制备方案为：首先，选择方块电阻是10～15Ω，透明的FTO导电玻璃，接着采用旋涂或真空蒸镀的方法制备一层厚度为10～45nm的IGZO电子传输层，并使用溶液旋涂的方法制备一层厚度20nm的SnO2电子传输层，与IGZO电子传输层共同组成双电子传输层结构。然后使用溶液旋涂法制备厚度为400～500nm的FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿吸光层，在吸光层上使用溶液旋涂法制备一层厚度为200～300nm的Spiro-OMeTAD空穴传输层，最后使用真空蒸镀法制备一层厚度为80～120nm的金属电极。
图3的太阳能电池伏安特性曲线中，表征太阳能电池性能的参数主要有开路电压(VOC)是0.98V、短路电流密度(JSC)为22.56mA/cm2、填充因子(FF)为78.01％及电池的光电转换效率(PCE)为17.21％。
图4电池在AM1.5G光照下，钙钛矿太阳能电池的稳定性。通过测定电池在不断光照下，电池效率的衰退的情况，判定电池是否稳定。结果表明采用IGZO和SnO2双电子传输层的钙钛矿太阳能电池的稳定性较好。
本发明涉及所述具有IGZO和SnO2双电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备方法。
该方法的步骤如下：
以下可以通过两个应用实例详细说明：
所用的试剂均为市售。
第一应用实例
FTO导电玻璃表面预处理。
FTO导电玻璃表面处理顺序是去离子水、丙酮、酒精进行超声清洗，然后使用氮气去吹干，使用紫外臭氧处理20分钟。
1.电子传输层IGZO
IGZO前驱液的配备：以0.1mol/L物质的量浓度分别将水合硝酸镓、水合硝酸铟、水合硝酸锌粉末溶于2-甲氧基乙醇溶剂配备前驱液，并在常温下使用磁性搅拌2小时进行溶解，其后按照铟：镓：锡＝6：1：3的比例将铟、镓、锌各自的溶液按照溶剂比例混合并在常温下使用磁性搅拌2小时进行混合，混合溶液使用0.22μm滤嘴进行过滤；
将预处理过的清洁片子置于旋涂仪器中，滴加适量的IGZO前驱液铺满样品表面，使用2000rpm转速旋涂40秒，然后置于100℃热板在空气中进行5分钟前烘，随后将样品转移至290℃的烧结炉在空气中进行1小时退火。
2.电子传输层SnO2
SnO2溶液的配备：15％质量浓度的SnO2水溶液加去离子水稀释至质量浓度为2.67％；
将步骤1)得到的样品置于旋涂仪器中，滴加适量的SnO2分散液铺满样品表面，使用2000rpm转速旋涂30秒，然后置于170℃热板中进行30分钟退火
3.吸光层FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3
FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿溶液的配备：CsI、FAI、MAI、PbI2和PbBr2物质的量比例为0.1：0.7：0.2：0.975：0.025，溶剂组成为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)：二甲基亚砜(DMSO)＝4：1(容积比)，配成物质的量浓度为3mol/ml的FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿溶液；
将步骤2)得到的样品转移至氮气环境的手套箱中，置于旋涂仪器中，滴加适量的FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿溶液铺满样品表面，使用4000rpm转速旋涂10秒，并在高速旋转的第7秒滴加380μL氯苯反溶剂，随后将样品转移至100℃热板在氮气中退火30分钟。
4.空穴传输层Spiro-OMeTAD
Spiro-OMeTAD溶液的配备：称量72～75mg Sporo-MeOTAD粉末溶入到1ml氯苯中，溶解至均匀。加入25～28uL 4-叔丁基吡啶(TBP)和18～20ul Li-TFSI溶液，搅拌至均匀；
将步骤3)得到的样品置于旋涂仪器中，使用3000rpm转速旋涂30秒，并在仪器转速达到3000rpm后滴加40μL Spiro-OMeTAD溶液，随后将样品转移至充满干燥空气的干燥箱中，在室温下放置8小时；
5.金属电极：
将步骤4)得到的样品置于蒸镀设备，在真空状态下蒸镀Au或者Ag金属作为太阳能电池阳极，厚度为80～120nm；
实验效果：进行太阳能电池的性能测试，在AM1.5，100mW/cm2标准光强的照射下太阳电池样品的开路电压0.98V，短路电流密度22.56mA/cm2，填充因子78.01％，效率为17.21％.
第二应用实例
FTO导电玻璃表面预处理。
FTO导电玻璃表面处理顺序是去离子水、丙酮、酒精进行超声清洗，然后使用氮气去吹干。
1.电子传输层IGZO
将预处理过的清洁片子置于磁控溅射仪器中，使用铟镓锡物质的量比例为1：1：1的溅射靶材，溅射功率100W，氩氧比47：3，退火温度为250℃，时间为1小时，沉积膜厚为45nm；
2.电子传输层SnO2
SnO2溶液的配备：15％质量浓度的SnO2水溶液加去离子水稀释至质量浓度为2.67％；
将步骤1)得到的样品置于旋涂仪器中，滴加适量的SnO2分散液铺满样品表面，使用2000rpm转速旋涂30秒，然后置于170℃热板中进行30分钟退火
3.吸光层FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3
FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿溶液的配备：CsI、FAI、MAI、PbI2和PbBr2物质的量比例为0.1：0.7：0.2：0.975：0.025，溶剂组成为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)：二甲基亚砜(DMSO)＝4：1(容积比)，配成物质的量浓度为3mol/ml的FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿溶液；
将步骤2)得到的样品转移至氮气环境的手套箱中，置于旋涂仪器中，滴加适量的FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3钙钛矿溶液铺满样品表面，使用4000rpm转速旋涂10秒，并在高速旋转的第7秒滴加380μL氯苯反溶剂，随后将样品转移至100℃热板在氮气中退火30分钟。
4.空穴传输层Spiro-OMeTAD
Spiro-OMeTAD溶液的配备：称量72～75mg Sporo-MeOTAD粉末溶入到1ml氯苯中，溶解至均匀。加入25～28uL 4-叔丁基吡啶(TBP)和18～20ul Li-TFSI溶液，搅拌至均匀；
将步骤3)得到的样品置于旋涂仪器中，使用3000rpm转速旋涂30秒，并在仪器转速达到3000rpm后滴加40μL Spiro-OMeTAD溶液，随后将样品转移至充满干燥空气的干燥箱中，在室温下放置8小时；
5.金属电极：
将步骤4)得到的样品置于蒸镀设备，在真空状态下蒸镀Au或者Ag金属作为太阳能电池阳极，厚度为80～120nm；
实验效果：进行太阳能电池的性能测试，在AM1.5，100mW/cm2标准光强的照射下太阳电池样品的开路电压(VOC)是0.95V、短路电流密度(JSC)为21.21mA/cm2、填充因子(FF)为79.15％及电池的光电转换效率(PCE)为16.00％。
以上通过应用实例详细介绍了本发明所提供的具有IGZO和SnO2双电子传输层钙钛矿太阳能电池。综上可见，本发明所采用GZO和SnO2双电子传输层，可以减少载流子的复合，实现高能量转换效率，且输出电流密度-电压曲线具有更高填充因子(FF)和低正反电压扫描方向回滞。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有双电子传输层结构的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1.在掺杂氟的FTO导电玻璃上制备双电子传输层；所述双电子传输层为IGZO薄膜和SnO2薄膜，所述IGZO薄膜的制备方法选磁控溅射或者溶液旋涂，层厚10-45nm；所述SnO2薄膜采用溶液旋涂法制备；
步骤2.在所述双电子传输层上采用溶液旋涂的方法制备一层有机无机杂化钙钛矿结构的FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3作为光吸收层；
步骤3.在所述光吸收层上采用溶液旋涂的方法制备一层Spiro-OMeTAD作为空穴传输层；
步骤4.在所述空穴传输层上采用真空蒸镀的方法制备一层金属电极层。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，IGZO薄膜使用磁控溅射或者溶液旋涂制备；磁控溅射法制备IGZO薄膜参数为：靶材铟镓锡成分比例为1：1：1，溅射功率100W，氩氧比47：3，退火温度为250℃，时间为1小时，沉积膜厚为45nm。
3.如要求1所述方法，其特征在于，IGZO薄膜溶液旋涂法制备参数为：溶液铟镓锡物质的量浓度比为6：1：3，旋涂转速为3000rpm，时间40秒，前烘温度为100℃，时间为5分钟，退火温度为290℃，时间为1小时，液法制备IGZO薄膜厚度为10nm；
溶液法制备IGZO薄膜参数为：铟镓锡物质的量浓度比为6：1：3的IGZO溶液旋涂转速为3000rpm，时间40秒，前烘温度为100℃，时间为5分钟，火温度为290℃，时间为1小时，液法制备IGZO薄膜厚度为10nm。
4.如权利要求1述方法，其特征在于，对FTO导电玻璃进行20分钟紫外线/臭氧亲水处理。
5.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述方法包括：
制备IGZO前驱液，具体为：以0.1mol/L物质的量浓度分别将水合硝酸镓、水合硝酸铟、水合硝酸锌粉末溶于2-甲氧基乙醇溶剂，并在常温下使用磁性搅拌2小时进行溶解，其后按照铟：镓：锡＝6：1：3的比例将铟、镓、锌各自的溶液按照溶剂比例混合并在常温下使用磁性搅拌2小时进行混合，混合溶液使用0.22μm滤嘴进行过滤。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于，SnO2薄膜溶液旋涂的参数为：旋涂转速为2000rpm，时间30秒，退火温度为170℃，时间为1小时，空气中退火，溶液旋涂法制备SnO2薄膜厚度为20nm。
7.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法包括：
制备SnO2前驱液：15％质量浓度的SnO2水溶液加去离子水稀释至质量浓度为2.67％。
8.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法包括：
在有机无机杂化的钙钛矿FA0.7MA0.2Cs0.1Pb(Br0.05I0.95)3旋涂时使用反溶剂辅助钙钛矿材料结晶。
9.如权利要求8所述方法，其特征在于，所述反溶剂为氯苯。
10.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述在金属电极层是如下电极层：Au电极、Ag电极；层厚为80～120nm。
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