CN111223993A - 一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能电池领域，一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池，采用聚[双(4‑苯基)(2，4，6‑三甲基苯基)胺]PTAA作为半透明钙钛矿太阳能电池的空穴传输层，空穴传输层的厚度为10‑30nm，空穴传输层采用浓度大于等于10 mg/mL的聚[双(4‑苯基)(2，4，6‑三甲基苯基)胺]PTAA溶液动态旋涂法制备。本发明采用聚[双(4‑苯基)(2，4，6‑三甲基苯基)胺]PTAA厚膜作为倒置结构半透明钙钛矿太阳能电池的空穴传输层，通过改善和优化PTAA厚膜的制备过程，在保证PTAA在ITO上高覆盖率的前提下仍保持优良的空穴迁移性能。

Description

一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，特别是钙钛矿太阳能电池领域。
背景技术
半透明太阳能电池在光伏建筑一体化、产能玻璃和太阳能驱动汽车等领域的广阔应用前景引起了学术界的广泛关注。钙钛矿材料作为一种新型的半导体材料，由于其兼具有机无机材料的共同优点，高的吸收系数、可利用溶液法制膜、低的激子结合能以及双极性传输等特性常被用作半透明太阳能电池的活性层材料。在倒置结构半透明钙钛矿太阳能电池中，常用聚(3, 4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）作为空穴传输层材料。例如：2016年，Santanu Bag等人制备的倒置结构钙钛矿太阳能电池中采用PEDOT:PSS作为空穴传输层，通过使用硫脲蒸汽处理PEDOT:PSS表面，改善其与钙钛矿层的接触,有效地提升了薄膜的结晶质量，最终在采用10 nm 厚度银膜的情况下，得到平均透过率为29%（400-800nm）、光电转换效率为8.2%的钙钛矿太阳能电池，最高开路电压达到0.95 V【Nano Energy,2016, 30, 542-548】。2017年,Shangzheng Pang 等人使用PEDOT:PSS作为空穴传输材料，通过使用PEIE作为缓冲层修饰超薄银电极制备半透明钙钛矿太阳能电池，采用11 nm 厚度银电极实现了从ITO面入射13.55%和从Ag面入射8.14%的最高光电转换效率，器件最高开路电压达到0.98 V【Solar Energy Materials and Solar Cells, 2017, 170, 278-286】。虽然PEDOT:PSS具有可低温成膜且制备工艺简单等优势，但因其较低的功函数、酸性和吸潮性等缺点使所制备的器件开路电压低、稳定性差，即使采用各种优化方法后，半透明器件的最高开路电压都未能超过1.0 V。为此，许多代替PEDOT:PSS 的空穴传输材料被开发应用于半透明钙钛矿太阳能电池中，比如：2015年，Jae Woong Jung 等人采用硫氰酸亚铜（CuSCN）作为空穴传输层取代PEDOT:PSS,使用乙硫醚作为溶剂加工CuSCN，通过简单的旋涂工艺制备了非常薄且致密的CuSCN薄膜，最终制备了平均透过率为25%（500-800 nm）、最高光电转换效率为10.22%的半透明钙钛矿太阳能电池，开路电压为1.07 V【Advanced EnergyMaterials, 2015, 5, 1500486】；2019年，Zhiqin Ying 等人采用NiO代替PEDOT:PSS作为空穴传输层，通过使用ZrAcac/PEI作为基底改善银膜形貌，利用Ta2O5作为光耦合层，最终制备了平均透过率为43.75%（500-1200 nm）、光电转换效率为13.40%的钙钛矿太阳能电池，开路电压达到了1.09 V【Advanced Optical Materials, 2019, 7, 1801409】。以上文献表明，更换了不同的空穴传输层后，电池的开路电压均未能超过1.1 V。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何获得一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池。
本发明所采用的技术方案是：一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池，采用聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA作为半透明钙钛矿太阳能电池的空穴传输层，空穴传输层的厚度为10-30nm，空穴传输层采用浓度大于等于10 mg/mL的聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA溶液动态旋涂法制备。溶液动态旋涂法制备聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA薄膜时一般采用的溶液浓度为2-5mg/mL，但是采用低浓度制备的PTAA薄膜常常导致其在ITO基底上覆盖率较低，PTAA自身空穴迁移率差，采用高浓度PTAA又会导致薄膜过厚致使传输性能下降。此外，高浓度PTAA薄膜表面粗糙，不均匀，缺陷多，加以PTAA本身较强的疏水性，通过旋涂法难以再其上形成高质量的超薄钙钛矿薄膜，导致半透明电池的开路电压不高和填充因子较低，光电换转换效率差。本发明提出采用紫外臭氧处理PTAA表面的方法，可以有效减少高浓度PTAA制得的薄膜表面缺陷，经处理后的薄膜均匀致密，在保证高覆盖率的前提下仍保持优良的空穴迁移性能。而且处理后薄膜表面呈亲水性，解决了在PTAA上旋涂超薄钙钛矿薄膜时成膜质量差的问题。
高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池的结构为ITO/PTAA/钙钛矿/PCBM/BCP/Ag/MoO3，即采用厚度为150 nm的图案化的透明的氧化铟锡薄膜ITO作为阳极，采用10-30nm厚的聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA作为半透明钙钛矿太阳能电池的空穴传输层，采用厚度为140-160 nm的钙钛矿CH3NH3Pb[I0.85Br0.15]3薄膜作为活性层，采用70-80nm厚的[6, 6]-苯基C61-丁酸甲酯PC60BM薄膜作为电子传输层，采用厚度5-10 nm的2, 9-二甲基-4，7-二苯基-1 10-邻菲啰啉BCP薄膜作为缓冲层，采用11-12 nm厚的银膜作为阴极，在阴极上蒸镀一层厚度为20-30nm氧化钼MoO3作为光学耦合层。
一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池制备方法，将聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA溶解在甲苯中，获得浓度大于等于10 mg/mL的聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA溶液，将聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA溶液通过溶液法动态旋涂法在阳极上制备空穴传输层。
使用甲苯试剂配制10-15 mg/mL的聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]（PTAA）溶液，通过溶液旋涂法滴涂在ITO基底上，转速为4000-6000 rpm，待样品旋转结束后，将其放在热台上，在氮气氛围中、温度100°C下退火5-10 min，然后移出手套箱放置于紫外臭氧清洗机中，设置实际照射时间为60-120 s，待处理结束后再移入手套箱进行其它膜层的制备。
空穴传输层制备过程转速为4000-6000 rpm，旋涂时间为30-45 s，制备完成后，氮气氛围中退火时间5-10 min，退火温度100℃，然后置于紫外臭氧清洗机中，设置实际照射时间为60-120 s。
在玻璃基底上通过磁控溅射沉积一层透明的氧化铟锡薄膜ITO，通过湿法刻蚀制备出图案化的ITO作为透明电池的阳极，将聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA溶液利用溶液动态旋涂法在ITO阳极上制备空穴传输层，厚度10-30nm。在空穴传输层上，使用仲丁醇作为反溶剂，一步法制备厚度为140-160 nm的钙钛矿CH3NH3Pb(I0.85Br0.15)3薄膜作为活性层，在活性层上制备厚度为70-80 nm的[6, 6]-苯基C61-丁酸甲酯PC60BM薄膜作为电子传输层，在电子传输层上制备厚度为5-10 nm的2, 9-二甲基-4，7-二苯基-1 10-邻菲啰啉BCP薄膜作为缓冲层，在缓冲层上蒸镀厚度为11-12 nm的银膜作为阴极，在阴极上蒸镀一层厚度为20-30nm氧化钼MoO3作为光学耦合层。
空穴传输层的制备过程为：使用甲苯试剂配制10-15 mg/mL的聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]（PTAA）溶液，通过溶液旋涂法滴涂在ITO基底上，转速为4000-6000rpm，旋涂时间为30-45 s，待样品旋转结束后，将其放在热台上，在氮气氛围中退火5-10min，退火温度100℃，然后移出手套箱放置于紫外臭氧清洗机中，设置照射时间为60-120s，待处理结束后移入手套箱进行其它膜层的制备。采用紫外臭氧处理PTAA表面，经处理后的薄膜均匀致密，有效减少了高浓度PTAA制得的薄膜表面缺陷，在保证高覆盖率的前提下仍保持优良的空穴迁移性能。而且处理后薄膜表面呈亲水性，解决了在PTAA上旋涂超薄钙钛矿薄膜时成膜质量差的问题。
活性层制备过程为：甲基碘化胺CH3NH3I、碘化铅PbI2、溴化铅PbBr2和甲基氯化铵CH3NH3Cl按照1.7:0.85:0.15:0.33摩尔比溶解于N，N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO混合溶剂中，通过仲丁醇作为反溶剂一步法旋涂制备钙钛矿薄膜，之后于空气中退火10-15min，最终得到膜厚140-160 nm的钙钛矿CH3NH3PbI8.5Br1.5薄膜。
N，N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO的体积比为10:1，在N，N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO混合溶剂中，甲基碘化胺CH3NH3I的摩尔浓度是1.08 mol/L, 碘化铅PbI2的摩尔浓度为0.54 mol/L，溴化铅PbBr2的摩尔浓度为0.095 mol/L，甲基氯化铵浓度为20 mg/mL。
本发明的有益效果是：本发明采用聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA厚膜作为倒置结构半透明钙钛矿太阳能电池的空穴传输层，通过改善和优化PTAA厚膜的制备过程，在保证PTAA在ITO上高覆盖率的前提下仍保持优良的空穴迁移性能。而且紫外臭氧处理后PTAA薄膜表面呈亲水性，解决了在PTAA上旋涂超薄钙钛矿薄膜时成膜质量差的问题，有效地提高钙钛矿超薄膜的结晶质量和稳定性，并且利用PTAA较低的HOMO能级实现了和钙钛矿活性层价带良好的匹配性，有效地提升钙钛矿太阳能电池的开路电压，最终得到平均开路电压为1.14 V，平均透过率21%（400-800 nm），从氧化铟锡（ITO）面入射平均光电转换效率为13.35%的半透明钙钛矿太阳能电池。该发明为制备高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池提供了一种有效的方法，对半透明光伏器件的商业化应用具有非常重要的意义。
本发明提出的PTAA厚膜制备工艺，既保证了PTAA在ITO上的高覆盖率及优良的空穴迁移性能，又保证了在其上形成高质量超薄钙钛矿薄膜（140-160nm），因此确保了有效的空穴抽取能力和匹配的能级结构，最终实现了高效率以及高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池。该发明为半透明钙钛矿太阳能电池研发提供了简单易行的方法。
附图说明
图1是半透明钙钛矿太阳能电池结构；
图2是倒置结构半透明钙钛矿太阳能电池的电流-电压曲线；电池的开路电压为1.14V，短路电流密度为16.12 mA/cm2，填充因子0.73，光从ITO面入射时光电转换效率为13.35%。
图3是使用聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]（PTAA）作为空穴传输层制备的半透明钙钛矿太阳能电池的透过率随波长的变化关系曲线；
图4是使用不同空穴传输层上方钙钛矿薄膜的形貌图，a代表使用仲丁醇反溶剂一步法在聚(3, 4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）上形成的钙钛矿薄膜形貌，b代表在聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]（PTAA）上形成的钙钛矿薄膜形貌。
图5 是使用不同空穴传输层上方钙钛矿薄膜的X射线衍射谱（XRD）a 代表使用仲丁醇反溶剂一步法在聚(3, 4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）上形成的钙钛矿薄膜的XRD图谱；b代表在聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]（PTAA）上形成的钙钛矿薄膜的XRD图谱。
具体实施方式
本实施例采用聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺](PTAA)作为倒置结构半透明钙钛矿太阳能电池的空穴传输层，具体器件结构为：首先在玻璃基底上通过磁控溅射沉积一层透明的氧化铟锡薄膜（ITO），通过湿法刻蚀制备出图案化的ITO作为透明电池的阳极，之后使用溶液旋涂法制备一层厚度为10-30nm的聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]( PTAA)作为空穴传输层，在PTAA上使用仲丁醇作为反溶剂，一步法制备厚度为140-160nm的钙钛矿（CH3NH3Pb(I0.85Br0.15)3）薄膜，进行空气退火后，在钙钛矿薄膜上方制备厚度为70-80 nm的[6, 6]-苯基C61-丁酸甲酯（PCBM）薄膜作为电子传输层，在PCBM薄膜上制备厚度为5-10 nm的2, 9-二甲基-4，7-二苯基-1 10-邻菲啰啉（BCP）薄膜作为缓冲层，进一步高速率蒸镀厚度为11-12 nm的银膜作为阴极，最后蒸镀一层高折射率厚度为20-30nm的氧化钼（MoO3）作为光学耦合层以提高光的利用，且对银膜起到保护作用。
所述的电池结构中，掺锡氧化铟（ITO）导电玻璃作为阳极，厚度为150 nm，通过购买得到。
所述的电池结构中，使用的空穴传输层为PTAA，厚度为10-30 nm，通过溶液旋涂法制备，转速为4000-6000 rpm，旋涂时间为30-45 s，退火时间5-10 min，退火温度100℃。
所述的电池结构中，钙钛矿活性层为CH3NH3Pb[I0.85Br0.15]3薄膜，由甲基碘化胺（CH3NH3I）、碘化铅（PbI2）、溴化铅（PbBr2）和甲基氯化铵（CH3NH3Cl）按照1.7:0.85:0.15:0.33摩尔比溶解于N，N-二甲基甲酰胺（DMF）和二甲基亚砜（DMSO）混合溶剂中，通过仲丁醇作为反溶剂一步法旋涂制备钙钛矿薄膜，之后于空气中退火10-15 min，最终得到膜厚140-160 nm的钙钛矿薄膜。
所述的电池结构中，电子传输层[6, 6]-苯基C61-丁酸甲酯（PCBM）采用动态旋涂法制备，转速1500-3000 rpm，匀胶时间30 s，膜层厚度为70-80 nm；之后旋涂制备2, 9-二甲基-4，7-二苯基-1 10-邻菲啰啉（BCP）薄膜作为缓冲层，转速4000-6000 rpm，匀胶时间40s，膜厚为5-10 nm。
所述的电池结构中，采用真空热蒸镀制备11-12 nm的银膜作为阴极，蒸镀速率为0.5-0.7 nm/s。
所述的电池结构中，光学耦合层氧化钼（MoO3）采用真空热蒸镀制备。厚度为15-20nm，蒸镀速率为0.01-0.02 nm/s。
所述电池结构中，空穴传输层PTAA采用的分子量范围是0.49-0.78 W，浓度为10mg/mL, 溶剂为甲苯；在制备超薄钙钛矿薄膜之前，需将退火完成的PTAA薄膜置于紫外臭氧清洗机中处理，处理时间为60-120s。
所述电池结构中，CH3NH3Pb[I0.85Br0.15]3薄膜的制备方法是：首先设置匀胶机转速为4000 rpm, 加速度为1500 rpm/s, 匀胶时间为30 s。将事先配制好的50-60 μL的钙钛矿前驱液用移液枪滴涂在ITO/PTAA基底上，启动匀胶机后，在开始旋转后的第7-8 s时使用250 μL的仲丁醇反溶剂匀速滴下，时间控制在1.5-2 s之间，此时样品薄膜颜色为粉棕色。在样品旋转结束后，移到空气中进行退火，退火时间为12-13 min，空气湿度控制在10-30%之间，温度为20-25℃，最终制得的薄膜颜色为浅棕色，膜厚为140-160 nm。
所述的N，N-二甲基甲酰胺（DMF）和二甲基亚砜（DMSO）混合溶剂的体积比为10:1。
所述的甲基碘化胺（CH3NH3I）在N，N-二甲基甲酰胺（DMF）和二甲基亚砜（DMSO）混合溶剂中的摩尔浓度是1.08 mol/L, 碘化铅（PbI2）的摩尔浓度为0.54 mol/L，溴化铅（PbBr2）的摩尔浓度为0.095 mol/L，甲基氯化铵浓度为20 mg/mL。
所述的空穴传输层是通过旋涂PTAA甲苯溶液制得的，通过称量一定质量的PTAA溶解于甲苯溶液中，溶液浓度为10 mg/mL，使用快速涡旋振荡器振荡5-10 min，观察澄清透明后，放置于充有氮气的手套箱中备用。
如图1所示，所述电池结构中，半透明钙钛矿太阳能电池的整体器件结构为ITO/PTAA/ CH3NH3Pb[I0.85Br0.15]3/PC60BM/BCP/Ag/MoO3。
所述电池结构中，掺锡氧化铟（ITO）方阻为15 Ω/□，使用前用洗涤剂浸泡24小时，然后依次用去离子水、丙酮、异丙醇在超声清洗机中超声清洗15 min，然后用空气压缩机气枪吹干，使用紫外臭氧清洗机处理15 min，置于手套箱中待用。
所述的电池结构中，使用的空穴传输层为聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]（PTAA），溶液浓度为10 mg/mL，溶剂为甲苯，通过溶液法动态旋涂法制备，在加速达到所设定转速后迅速使用液枪匀速滴下，转速为6000 rpm，旋涂时间为30 s，厚度为20 nm，退火时间10 min，退火温度100℃。
所述电池结构中，空穴传输层聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]（PTAA）采用的分子量范围是0.49-0.78 W，浓度为10 mg/mL，溶剂为甲苯；在制备薄层钙钛矿薄膜之前，需将退火完成的PTAA薄膜移出手套箱置于紫外臭氧清洗机中处理，处理时间为90 s，所使用的紫外臭氧清洗机的紫外灯管型号为UVS250GK2-11，灯管功率为250 W。
所述电池结构中， CH3NH3Pb[I0.85Br0.15]3薄膜的制备方法是：首先设置匀胶机转速为4000 rpm，加速度为1500 rpm/s，匀胶时间为30 s，将事先配制好的53 μL的钙钛矿溶液用移液枪均匀涂覆在ITO/PTAA基底上，启动匀胶机，在开始旋转后的第7 s时使用250 μL的仲丁醇反溶剂匀速滴下，时间控制在1.5-2 s之间，此时样品薄膜颜色为粉棕色。在样品旋转结束后，从充有氮气的手套箱中移到空气中进行退火，退火时间为12-13 min，空气湿度控制在10%到30%之间，温度为20-25℃，最终制得薄膜颜色为浅棕色，膜厚为150 nm。
所述的电池结构中，电子传输层[6, 6]-苯基C61-丁酸甲酯（PCBM）采用动态旋涂法制备，溶液浓度为20 mg/mL，溶剂为无水氯苯，转速2000 rpm，匀胶时间30 s，膜层厚度为80 nm；之后旋涂2, 9-二甲基-4，7-二苯基-1 10-邻菲啰啉（BCP）作为缓冲层，溶液浓度为0.5 mg/mL，溶剂为异丙醇，转速5000 rpm，匀胶时间40 s旋涂制备，膜厚为8 nm。
所述的电池结构中，11 nm厚的银膜作为阴极采用真空热蒸镀制备，采用金属钽舟，蒸镀过程需保证高速率蒸镀，蒸镀速率为0.6 nm/s。
所述的电池结构中，光学耦合层氧化钼（MoO3）采用真空热蒸发制备。取适量氧化钼（MoO3）于坩埚中，在坩埚温度加到630℃左右达到目标速率0.01 nm/s，此时开启挡板开始蒸镀，蒸镀速率为0.01 nm/s，最终MoO3薄膜厚度为20 nm。
本发明在旋涂制备PTAA薄膜后，再经过紫外臭氧清洗机处理，采用高浓度的PTAA的溶液浓度，得到了厚的PTAA薄膜，并且使用了紫外臭氧清洗机进行了长达60-120 s薄膜表面处理，使PTAA厚膜均匀致密，具有优良的空穴迁移性能，而且改善了PTAA薄膜的表面浸润性，使得低浓度钙钛矿溶液也能在PTAA薄膜上均匀地成膜，因此本发明最终在较厚的PTAA薄膜上使用绿色环保的仲丁醇反溶剂一步法制备了大晶粒、高质量、超薄层钙钛矿薄膜。本发明的处理方式不仅有助于减小钙钛矿薄膜的缺陷态密度，抑制载流子的非辐射复合的发生，而且保证了厚膜PTAA优良的空穴传输能力以及与钙钛矿价带形成良好匹配的能级结构，有助于减小界面复合，提升器件的开路电压；本发明通过少量溴化铅（PbBr2）和少量甲基氯化铵(CH3NH3Cl)引入钙钛矿前驱液中，也协同改善了膜层质量，有助于提升器件开路电压和短路电流，最终制备的半透明钙钛矿太阳能电池相比于现有的工艺制备的同类结构半透明钙钛矿太阳能电池具有高开路电压，高透过率，且稳定性高的优点。

Claims (9)

1.一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池，其特征在于：采用聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA作为半透明钙钛矿太阳能电池的空穴传输层，空穴传输层的厚度为10-30nm，空穴传输层采用浓度大于等于10 mg/mL的聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA溶液动态旋涂法制备。
2.根据权利要求1所述的一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池，其特征在于：采用厚度为150 nm的图案化的透明的氧化铟锡薄膜ITO作为阳极，采用10-30nm厚的聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA作为半透明钙钛矿太阳能电池的空穴传输层，采用厚度为140-160 nm的钙钛矿CH3NH3Pb[I0.85Br0.15]3薄膜作为活性层，采用70-80 nm厚的[6, 6]-苯基C61-丁酸甲酯PC60BM薄膜作为电子传输层，采用厚度5-10 nm的2, 9-二甲基-4，7-二苯基-1 10-邻菲啰啉BCP薄膜作为缓冲层，采用11-12 nm厚的银膜作为阴极，在阴极上蒸镀一层氧化钼MoO3作为光学耦合层。
3.一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于：将聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA溶解在甲苯中，获得浓度大于等于10 mg/mL的聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA溶液，将聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA溶液通过溶液动态旋涂法在阳极上制备空穴传输层。
4.根据权利要求3所述的一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池，其特征在于：使用甲苯试剂配制10-15 mg/mL的聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]（PTAA）溶液，通过溶液旋涂法滴涂在ITO基底上，转速为4000-6000 rpm，待样品旋转结束后，将其放在热台上，在氮气氛围中、温度100°C下退火5-10 min，然后移出手套箱放置于紫外臭氧清洗机中，设置实际照射时间为60-120 s。
5.根据权利要求3所述的一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池，其特征在于：空穴传输层制备过程转速为4000-6000 rpm，旋涂时间为30-45 s，制备完成后，氮气氛围中退火时间5-10 min，退火温度100℃，然后置于紫外臭氧清洗机中，设置实际照射时间为60-120 s。
6.根据权利要求3所述的一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池，其特征在于：在玻璃基底上通过磁控溅射沉积一层透明的氧化铟锡薄膜ITO，通过湿法刻蚀制备出图案化的ITO作为透明电池的阳极，将聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]PTAA溶液利用溶液动态旋涂法在ITO阳极上制备空穴传输层，厚度10-30nm，在空穴传输层上，使用仲丁醇作为反溶剂，一步法制备厚度为140-160 nm的钙钛矿CH3NH3Pb[I0.85Br0.15]3薄膜作为活性层，在活性层上制备厚度为70-80 nm的[6, 6]-苯基C61-丁酸甲酯PC60BM薄膜作为电子传输层，在电子传输层上制备厚度为5-10 nm的2, 9-二甲基-4，7-二苯基-1 10-邻菲啰啉BCP薄膜作为缓冲层，在缓冲层上蒸镀厚度为11-12 nm的银膜作为阴极，在阴极上蒸镀一层厚度为20-30nm的氧化钼MoO3作为光学耦合层。
7.根据权利要求3所述的一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池，其特征在于：空穴传输层的制备过程为：使用甲苯试剂配制10-15 mg/mL的聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺]（PTAA）溶液，通过溶液旋涂法滴涂在ITO基底上，转速为4000-6000 rpm，旋涂时间为30-45 s，待样品旋转结束后，将其放在热台上，在氮气氛围中退火5-10 min，退火温度100℃，然后移出手套箱放置于紫外臭氧清洗机中，采用紫外臭氧处理PTAA表面，设置照射时间为60-120 s，待处理结束后再移入手套箱进行其它膜层的制备。
8.根据权利要求3所述的一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池，其特征在于：活性层制备过程为：甲基碘化胺CH3NH3I、碘化铅PbI2、溴化铅PbBr2和甲基氯化铵CH3NH3Cl按照1.7:0.85:0.15:0.33摩尔比溶解于N，N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO混合溶剂中，通过仲丁醇作为反溶剂一步法旋涂制备钙钛矿薄膜，之后于空气中退火10-15 min，最终得到膜厚140-160 nm的钙钛矿CH3NH3Pb[I0.85Br0.15]3薄膜。
9.根据权利要求8所述的一种高开路电压的半透明钙钛矿太阳能电池，其特征在于：N，N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO的体积比为10:1，在N，N-二甲基甲酰胺DMF和二甲基亚砜DMSO混合溶剂中，甲基碘化胺CH3NH3I的摩尔浓度是1.08 mol/L, 碘化铅PbI2的摩尔浓度为0.54 mol/L，溴化铅PbBr2的摩尔浓度为0.095 mol/L，甲基氯化铵浓度为20 mg/mL。
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