CN114715958B - 一种氧化镍的喷雾热解方法及钙钛矿太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氧化镍的喷雾热解方法，包括：S1)将镍盐与水混合，得到镍盐溶液；S2)将所述镍盐溶液与沉淀剂溶液混合，得到沉淀物；S3)将所述沉淀物煅烧后，得到氧化镍纳米颗粒；S4)将所述氧化镍纳米颗粒与水和/或异丙醇混合，超声，得到氧化镍前驱体溶液；S5)将所述氧化镍前驱体溶液通过喷涂沉积后，退火处理，得到氧化镍薄膜。与现有技术相比，本发明通过调整不同的溶剂及溶剂的体积比，来调整氧化镍喷涂溶液的表面张力和黏度，使其在喷雾热解时更容易雾化成小颗粒，使薄膜均匀性更好。

Description

一种氧化镍的喷雾热解方法及钙钛矿太阳能电池
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种氧化镍的喷雾热解方法及钙钛矿太阳能电池。
背景技术
太阳能电池可以通过光电转换将太阳能转化为电能被人们直接使用而备受关注。根据太阳能电池的发展和所用的光吸收层材料，可将太阳能电池分为三类。第一类是硅基太阳能电池，包括单晶硅、多晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池以及硅的叠层太阳能电池；第二类是化合物太阳能电池，包括铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)和钙钛矿等太阳能电池；第三类是新型太阳能电池，包括染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池和量子点太阳能电池等。
其中，钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells)，是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，也称作新概念太阳能电池。
钙钛矿太阳能电池，采用具有钙钛矿晶体结构的有机无机杂化的金属卤化物作为吸光层，自2009年以来，因制备方式简单、生产成本低廉和光电性能优异而备受关注，光电转换效率由3.8％迅速升至25.7％，成为当前发展最快的光伏技术，是全世界最受瞩目的新兴光伏技术，业界期待钙钛矿技术在进一步提高光电转化效率的同时，能够大幅度降低光伏组件的制造成本。
目前反式结构的钙钛矿太阳能电池大多以氧化镍为空穴传输层，而采用喷雾热解的方法沉积氧化镍的过程中，由于液体的特性，例如，黏度、表面张力或共沸点，会影响其在沉积过程中的行为。黏度和表面张力大的液体耗散的功较大，从而消耗了过多的雾化能，使得液体雾化破碎的能量相对变少，从而不足以形成细小的雾滴。液体破碎成小的固着液滴，在整个基板上有一个大的接触角。液滴的接触角强烈地依赖于其表面张力，较大的表面张力意味着较大的接触角，即液体的润湿性较差，倾向于创造一个球形的帽子形状，而不是形成一个薄的湿层，不利于获得均一的薄膜，也不利于后续薄膜的附着。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种氧化镍的喷雾热解方法及钙钛矿太阳能电池，该喷雾热解方法使喷涂前驱体溶液更易雾化成小颗粒，使薄膜均匀性更好。
本发明提供了一种氧化镍的喷雾热解方法，包括：
S1)将镍盐与水混合，得到镍盐溶液；
S2)将所述镍盐溶液与沉淀剂溶液混合，得到沉淀物；
S3)将所述沉淀物煅烧后，得到氧化镍纳米颗粒；
S4)将所述氧化镍纳米颗粒与水和/或异丙醇混合，超声，得到氧化镍前驱体溶液；
S5)将所述氧化镍前驱体溶液通过喷涂沉积后，退火处理，得到氧化镍薄膜。
优选的，所述镍盐选自硝酸镍；所述镍盐溶液中镍盐的浓度为0.1～1mol/L。
优选的，所述水与异丙醇的体积比为(1～9)：(1～9)。
优选的，所述沉淀剂溶液选自氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液与乙二胺中的一种或多种。
优选的，所述步骤S2)具体为：
将沉淀剂溶液逐滴加入所述镍盐溶液中至溶液的pH值为9～11，搅拌，过滤，干燥，得到沉淀物。
优选的，所述煅烧的温度为250℃～350℃；所述煅烧的时间为1～3h。
优选的，所述步骤S4)中超声的功率为20～30W；超声的时间为5～10h；所述氧化镍前驱体溶液中氧化镍纳米颗粒的浓度为0.08～0.15mol/L。
优选的，所述步骤S5)中喷涂的速度为1～10mm/s；喷涂的高度为30～70cm；所述退火处理的温度为100℃～150℃；所述退火处理的时间为20～50min。
本发明还提供了一种钙钛矿太阳能电池，包括依次设置的第一电极、空穴传输层、钙钛矿活性层、电子传输层与第二电极；所述空穴传输层采用上述喷雾热解方法制备。
优选的，所述空穴传输层的厚度为10～50nm；
所述钙钛矿活性层的厚度为300～500nm；
所述电子传输层的厚度为10～70nm；
所述第一电极与第二电极的厚度各自独立为60～200nm；
所述第一电极与第二电极各自独立地选自ITO、IZO、AZO、Au、Ag、Cu、Al、MoOx与WOx中中的一种或多种；
所述电子传输层选自SnO2、C60、TiO2、PCBM、ZnO与CdS中的一种或多种；
所述钙钛矿活性层为ABX3；其中，A为MA、FA与PEA中的一种或多种；MA为CH3NH3；FA为NH2CHNH2；PEA为C8H9NH3；B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种。
本发明提供一种氧化镍的喷雾热解方法，包括：S1)将镍盐与水与混合，得到镍盐溶液；S2)将所述镍盐溶液与沉淀剂溶液混合，得到沉淀物；S3)将所述沉淀物煅烧后，得到氧化镍纳米颗粒；S4)将所述氧化镍纳米颗粒与水和/或异丙醇混合，超声，得到氧化镍前驱体溶液；S5)将所述氧化镍前驱体溶液通过喷涂沉积后，退火处理。与现有技术相比，本发明通过调整不同的溶剂及溶剂的体积比，来调整氧化镍喷涂溶液的表面张力和黏度，使其在喷雾热解时更容易雾化成小颗粒，使薄膜均匀性更好。
附图说明
图1为本发明提供的钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
图2为实施例1氧化镍喷雾热解制备的薄膜的AFM俯视图；
图3为本发明实施例1～实施例8中制备得到的NiOx前驱体溶液的性能测试图；
图4为实施例7的氧化镍喷雾热解制备的薄膜的SEM俯视图；
图5为采用实施例7制备的钙钛矿太阳能电池的I-V曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
本发明提供了一种氧化镍的喷雾热解方法，包括：S1)将镍盐、水与异丙醇混合，得到镍盐溶液；S2)将所述镍盐溶液与沉淀剂溶液混合，得到沉淀物；S3)将所述沉淀物煅烧后，得到氧化镍纳米颗粒；S4)将所述氧化镍纳米颗粒与水混合，超声，得到氧化镍前驱体溶液；S5)将所述氧化镍前驱体溶液通过喷涂沉积后，退火处理，得到氧化镍薄膜。
其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
将镍盐与水混合，得到镍盐溶液；所述镍盐优选为硝酸镍；所述水优选为去离子水；所述镍盐溶液中镍盐的浓度优选为0.1～1mol/L，更优选为0.3～0.8mol/L，再优选为0.4～0.6mol/L，最优选为0.5～0.6mol/L。
将所述镍盐溶液与沉淀剂溶液混合，得到沉淀物；所述沉淀剂溶液优选为氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液与乙二胺中的一种或多种，更优选为氢氧化钠水溶液和/或氢氧化钾水溶液与乙二胺；所述氢氧化钠水溶液的浓度优选为5～10mol/L，更优选为8～10mol/L；所述氢氧化钾水溶液的浓度优选为5～10mol/L，更优选为8～10mol/L；在本发明中，优选将沉淀剂溶液逐滴加入所述镍盐溶液中至溶液的pH值为9～11，更优选先将氢氧化钠水溶液和/或氢氧化钾水溶液逐滴加入至镍盐溶液中，然后加入乙二胺至溶液的pH值为9～11；在本发明中进一步优选的，加入沉淀剂溶液至溶液的pH值为9.5～10.5，更进一步优选为10；然后优选搅拌、过滤、干燥后得到沉淀物；所述搅拌的时间优选为1～10min，更优选为3～7min，再优选为5min；所述干燥的温度优选为70℃～90℃，更优选为75℃～85℃，再优选为80℃；所述干燥的时间优选为4～10h，更优选为5～8h，最优选为6～7h。
将所述沉淀物煅烧后，得到氧化镍纳米颗粒；所述煅烧的温度优选为250℃～350℃，更优选为250℃～300℃，再优选为260℃～280℃，最优选为270℃；所述煅烧的时间优选为1～3h，更优选为1.5～2.5h，再优选为2h。
将所述氧化镍纳米颗粒与水和/异丙醇混合，超声，得到氧化镍前驱体溶液；在本发明中进一步优选的，将所述氧化镍纳米颗粒与水及异丙醇混合；所述水与异丙醇的体积比优选为(1～9)：(1～9)，更优选为(2～9)：(1～8)；在本发明提供的实施例中，所述水与异丙醇的体积比具体为9：1、8：2、7：3、6：4、4：6或2：8；所述超声的功率为20～30W，更优选为25W；所述超声的时间优选为5～10h，更优选为6～9h，再优选为7～8h；所述氧化镍前驱体溶液中氧化镍纳米颗粒的浓度优选为0.08～0.15mol/L；在本发明提供的实施例中，所述氧化镍前驱体溶液中氧化镍纳米颗粒的浓度具体为0.08mol/L、0.1mol/L、0.12mol/L或0.15mol/L。
将所述氧化镍前驱体溶液通过喷涂沉积后，退火处理；所述喷涂的速度优选为1～10mm/s，更优选为3～7mm/s，再优选为4～6mm/s，最优选为5mm/s；喷涂的高度优选为30～70cm，更优选为40～60cm，再优选为50cm；所述退火处理的温度优选为100℃～150℃，更优选为120℃～140℃，再优选为130℃；所述退火处理的时间优选为20～50min，更优选为30～40min。
本发明通过调整不同的溶剂及溶剂的体积比，来调整氧化镍喷涂溶液的表面张力和黏度，使其在喷雾热解时更容易雾化成小颗粒，使薄膜均匀性更好。
本发明还提供了一种钙钛矿太阳能电池，包括依次设置的第一电极、空穴传输层、钙钛矿活性层、电子传输层与第二电极；所述空穴传输层采用上述的喷雾热解方法制备。
参见图1，图1为本发明提供的钙钛矿太阳能电池的结构示意图，其中100为衬底、200为第一电极、300为空穴传输层、400为钙钛矿活性层、500为电子传输层、600为第二电极。
本发明提供的钙钛矿太阳能电池优选还包括基底；所述基底优选为玻璃基底、柔性基材PET或柔性基材PI；当基底为玻璃基底时，基底的厚度优选为0.7～2.5mm；当所述基底为柔性基材时，基底的的厚度优选为25～125μm。
可根据钙钛矿太阳能电池的类型所述基底上复合有第一电极或第二电极，所述第一电极与第二电极的厚度各自独立为60～200nm；所述第一电极与第二电极各自独立地为ITO、IZO、AZO、Au、Ag、Cu、Al、MoOx与WOx中中的一种或多种。
所述第一电极上复合有空穴传输层；所述空穴传输层的厚度优选为10～50nm；所述空穴传输层为氧化镍，其按照上述的喷雾热解方法沉积在第一电极上退火处理后形成。
所述空穴传输层上复合有钙钛矿活性层；所述钙钛矿活性层的厚度优选为300～500nm；所述钙钛矿活性层为ABX3；其中，A为MA、FA与PEA中的一种或多种；MA为CH3NH3；FA为NH2CHNH2；PEA为C8H9NH3；B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种；B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种，更优选为Cl与I。
所述钙钛矿活性层上复合有电子传输层；所述电子传输层的厚度优选为10～60nm，更优选为15～55nm；所述电子传输层优选为SnO2、C60、TiO2、PCBM、ZnO与CdS中的一种或多种。
所述电子传输层上设置有第二电极。
本发明还提供了一种上述钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括：在第一电极表面复合氧化镍空穴传输层；在氧化镍空穴传输层表面涂覆钙钛矿活性材料前驱体溶液形成钙钛矿活性层；在钙钛矿活性层表面复合电子传输层；在所述电子传输层表面形成第二电极，得到钙钛矿太阳能电池。
其中，所述第一电极、空穴传输层、钙钛矿活性层、电子传输层及第二电极同上所述，在此不再赘述。
在本发明中，优选先在基底上形成第一电极；所述基底同上所述，在此不再赘述；当所述基底为玻璃基底时，优选先将玻璃基底分别采用去离子水、无水乙醇与丙酮进行超声清洗后，氮气吹干，然后再在其表面形成第一电极；当所述基底为柔性基底时，优选先用等离子轰击表面进行清洗然后再在其表面形成第一电极；所述形成第一电极的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选采用磁控溅射的方法在基底表面形成第一电极。
在所述第一电极表面复合氧化镍空穴传输层；所述氧化镍空穴传输层采用上述的喷雾热解方法沉积到第一电极表面后退火处理即可得到；所述喷雾热解方法同上所述，在此不再赘述。
所述在氧化镍空穴传输层表面涂覆钙钛矿活性材料前驱体溶液；所述钙钛矿活性材料前驱体溶液优选包括AX与BX2；所述A、B与X均同上所述，在此不再赘述；所述钙钛矿活性材料前驱体溶液中的溶剂优选为DMF、NMP、2ME、DMSO、DMPU、乙腈与甲胺醇中的一种或多种；所述钙钛矿活性材料前驱体溶液中溶质的质量浓度优选为20％～35％。通过涂覆使钙钛矿活性材料前驱体溶液湿法成膜，其中涂覆的方法可为涂布、喷涂或旋涂等，并无特殊的限制；在本发明中，进一步优选为涂布；所述涂布的速度优选为10～20mm/s；涂覆钙钛矿活性材料前驱体溶液后优选在保护气氛中退火处理，形成钙钛矿活性层；所述保护气氛为本领域技术人员熟知的保护气氛即可，并无特殊的限制，本发明中优选为氮气；所述退火处理的温度优选为70℃～150℃，更优选为120℃～140℃；所述退火处理的时间优选为10～60min，更优选为20～40min。
在所述钙钛矿活性层表面复合电子传输层；所述复合电子传输层的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选采用喷雾热解法在第一电极表面沉积电子传输层。
在所述电子传输层表面形成第二电极，即可得到钙钛矿太阳能电池；所述形成第二电极的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选为真空蒸镀或磁控溅射。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供一种氧化镍的喷雾热解方法及钙钛矿太阳能电池进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
将15.7635g的Ni(NO3)2·6H2O溶于100mL去离子水中得到Ni(NO3)2溶液，向Ni(NO3)2溶液逐滴加入10mol·L-1的NaOH水溶液至溶液pH＝10，此时溶液中产生沉淀物，对溶液进行磁力搅拌5min，之后用去离子水冲洗沉淀物3次，将沉淀物在80℃干燥6h，之后在马弗炉中270℃退火2h，得到NiOx纳米颗粒。
将NiOx纳米颗粒溶于去离子水中，超声8h，获得0.08mol/L的前驱体溶液。将NiOx前驱体溶液通过喷涂设备将其沉积在FTO上，循环8次、喷涂速度5mm/s，喷涂高度50cm，来获得30nm厚的NiOx空穴传输层，而后将其在130℃退火处理30min。
利用原子力显微镜对实施例1中氧化镍喷雾热解制备的薄膜进行分析，得到其AFM俯视图，如图2所示。
实施例2
将15.7635g的Ni(NO3)2·6H2O溶于100mL去离子水中得到Ni(NO3)2溶液，向Ni(NO3)2溶液逐滴加入10mol·L-1的NaOH水溶液至溶液pH＝10，此时溶液中产生沉淀物，对溶液进行磁力搅拌5min，之后用去离子水冲洗沉淀物3次，将沉淀物在80℃干燥6h，之后在马弗炉中270℃退火2h，得到NiOx纳米颗粒。
将NiOx纳米颗粒溶于去离子水和异丙醇中，其中，去离子水和异丙醇的体积比为9：1，之后超声8h，获得0.1mol/L的前驱体溶液。将NiOx前驱体溶液通过喷涂设备将其沉积在FTO上，循环8次、喷涂速度5mm/s，喷涂高度50cm，来获得30nm厚的NiOx空穴传输层，而后将其在130℃退火处理30min。
实施例3
将15.7635g的Ni(NO3)2·6H2O溶于100mL去离子水中得到Ni(NO3)2溶液，向Ni(NO3)2溶液逐滴加入10mol·L-1的NaOH水溶液至溶液pH＝10，此时溶液中产生沉淀物，对溶液进行磁力搅拌5min，之后用去离子水冲洗沉淀物3次，将沉淀物在80℃干燥6h，之后在马弗炉中270℃退火2h，得到NiOx纳米颗粒。
将NiOx纳米颗粒溶于去离子水和异丙醇中，其中，去离子水和异丙醇的体积比为8：2，之后超声8h，获得0.12mol/L的前驱体溶液。将NiOx前驱体溶液通过喷涂设备将其沉积在FTO上，循环8次、喷涂速度5mm/s，喷涂高度50cm，来获得30nm厚的NiOx空穴传输层，而后将其在130℃退火处理30min。
实施例4
将15.7635g的Ni(NO3)2·6H2O溶于100mL去离子水中得到Ni(NO3)2溶液，向Ni(NO3)2溶液逐滴加入10mol·L-1的NaOH水溶液至溶液pH＝10，此时溶液中产生沉淀物，对溶液进行磁力搅拌5min，之后用去离子水冲洗沉淀物3次，将沉淀物在80℃干燥6h，之后在马弗炉中270℃退火2h，得到NiOx纳米颗粒。
将NiOx纳米颗粒溶于去离子水和异丙醇中，其中，去离子水和异丙醇的体积比为7：3，中，之后超声8h，获得0.1mol/L的前驱体溶液。将NiOx前驱体溶液通过喷涂设备将其沉积在FTO上，循环8次、喷涂速度5mm/s，喷涂高度50cm，来获得30nm厚的NiOx空穴传输层，而后将其在130℃退火处理30min。
实施例5
将15.7635g的Ni(NO3)2·6H2O溶于100mL去离子水中得到Ni(NO3)2溶液，向Ni(NO3)2溶液逐滴加入10mol·L-1的NaOH水溶液至溶液pH＝10，此时溶液中产生沉淀物，对溶液进行磁力搅拌5min，之后用去离子水冲洗沉淀物3次，将沉淀物在80℃干燥6h，之后在马弗炉中270℃退火2h，得到NiOx纳米颗粒。
将NiOx纳米颗粒溶于去离子水和异丙醇中，其中，去离子水和异丙醇的体积比为6：4，之后超声8h，获得0.1mol/L的前驱体溶液。将NiOx前驱体溶液通过喷涂设备将其沉积在FTO上，循环8次、喷涂速度5mm/s，喷涂高度50cm，来获得30nm厚的NiOx空穴传输层，而后将其在130℃退火处理30min。
实施例6
将15.7635g的Ni(NO3)2·6H2O溶于100mL去离子水中得到Ni(NO3)2溶液，向Ni(NO3)2溶液逐滴加入10mol·L-1的NaOH水溶液至溶液pH＝10，此时溶液中产生沉淀物，对溶液进行磁力搅拌5min，之后用去离子水冲洗沉淀物3次，将沉淀物在80℃干燥6h，之后在马弗炉中270℃退火2h，得到NiOx纳米颗粒。
将NiOx纳米颗粒溶于去离子水和异丙醇中，其中，去离子水和异丙醇的体积比为4：6，之后超声8h，获得0.12mol/L的前驱体溶液。将NiOx前驱体溶液通过喷涂设备将其沉积在FTO上，循环8次、喷涂速度5mm/s，喷涂高度50cm，来获得30nm厚的NiOx空穴传输层，而后将其在130℃退火处理30min。
实施例7
将15.7635g的Ni(NO3)2·6H2O溶于100mL去离子水中得到Ni(NO3)2溶液，向Ni(NO3)2溶液逐滴加入10mol·L-1的NaOH水溶液至溶液pH＝10，此时溶液中产生沉淀物，对溶液进行磁力搅拌5min，之后用去离子水冲洗沉淀物3次，将沉淀物在80℃干燥6h，之后在马弗炉中270℃退火2h，得到NiOx纳米颗粒。
将NiOx纳米颗粒溶于去离子水和异丙醇中，其中，去离子水和异丙醇的体积比为2：8，之后超声8h，获得0.15mol/L的前驱体溶液。将NiOx前驱体溶液通过喷涂设备将其沉积在FTO上，循环8次、喷涂速度5mm/s，喷涂高度50cm，来获得30nm厚的NiOx空穴传输层，而后将其在130℃退火处理30min。
利用扫描电子显微镜对实施例7氧化镍喷雾热解制备的薄膜进行分析，得到其SEM俯视图，如图4所示。
实施例8
将15.7635g的Ni(NO3)2·6H2O溶于100mL的去离子水中得到Ni(NO3)2溶液，向Ni(NO3)2溶液逐滴加入10mol·L-1的NaOH水溶液至溶液pH＝10，此时溶液中产生沉淀物，对溶液进行磁力搅拌5min，之后用去离子水冲洗沉淀物3次，将沉淀物在80℃干燥6h，之后在马弗炉中270℃退火2h，得到NiOx纳米颗粒。
将NiOx纳米颗粒溶于异丙醇中，超声8h，获得0.12mol/L的前驱体溶液。将NiOx前驱体溶液通过喷涂设备将其沉积在FTO上，循环8次、喷涂速度5mm/s，喷涂高度50cm，来获得30nm厚的NiOx空穴传输层，而后将其在130℃退火处理30min。
对实施例1～实施例8中得到的NiOx前驱体溶液的黏度、表面张力、共沸点等性能进行测试，如图3所示。
实施例9
(a)选择厚度为2.5mm的覆有FTO的玻璃为导电基底(100)，其中，玻璃基底分别采用去离子水、无水乙醇和丙酮进行超声清洗，之后N2吹干.
(b)空穴传输层(200)的制备：按照实施例7的方法制备。
(c)钙钛矿吸收层(300)的制备：钙钛矿的前驱液是将碘化铅，甲氨基碘和甲氨基氯以摩尔比1:1:1的比例溶解在DMF中，在70℃下搅拌2h，溶液中溶质最终的浓度为25％。进行涂布工艺制备。其刮刀速度为10mm/s，涂布温度为室温，刮刀与基底间距为50μm，涂布后经氮气中140℃退火20min。得到400nm厚的钙钛矿活性层。
(d)电子传输层(400)的制备：采用喷雾热解方式，将其沉积在透明导电玻璃FTO。其中喷雾热解的工艺参数如下：采用喷雾热解法在450℃的FTO基底上沉积一层30nm厚的电子传输层，其中电子传输层选择TiO2。其详细步骤如下：将TiO2前驱体溶液溶中加入到喷嘴中进行涂操作(涂圈数为13，速度为5mm/s)，沉积结束后，在450℃退火处理30min。(e)导电电极(500)的制备：真空蒸镀或磁控溅射一层10nm的Ag和200nm的ITO，作为钙钛矿太阳能电池的顶电极。
对实施例7中得到的钙钛矿太阳电池的性能进行分析，得到其I-V曲线图，如图5所示。测试I-V曲线是通过太阳光模拟器(7SS1503A，北京模拟AM1.5G的太阳光，光强为100mW/cm2，使用数字源表2400Keithley Instruments Inc)记录数据。用NREL校准的硅太阳能电池(Newport Stratford Inc 91150V)校准入射光强度。扫描速率为50mV/s，延迟时间为0.1s。反向扫描是从1.2V到0.05V，而正向扫描是从0.05V到1.2V。

Claims (7)

1.一种氧化镍的喷雾热解方法，其特征在于，包括：
S1）将镍盐与水混合，得到镍盐溶液；
S2）将所述镍盐溶液与沉淀剂溶液混合，得到沉淀物；
S3）将所述沉淀物煅烧后，得到氧化镍纳米颗粒；
S4）将所述氧化镍纳米颗粒与水和异丙醇混合，超声，得到氧化镍前驱体溶液；
S5）将所述氧化镍前驱体溶液通过喷涂沉积后，退火处理，得到氧化镍薄膜；
所述步骤S4）中超声的功率为20~30 W；超声的时间为5~10 h；所述氧化镍前驱体溶液中氧化镍纳米颗粒的浓度为0.08~0.15 mol/L；所述水与异丙醇的体积比为（1~9）：（1~9）；
所述步骤S5）中喷涂的速度为1~10 mm/s；喷涂的高度为30~70 cm；所述退火处理的温度为100℃~150℃；所述退火处理的时间为20~50 min。
2.根据权利要求1所述的喷雾热解方法，其特征在于，所述镍盐选自硝酸镍；所述镍盐溶液中镍盐的浓度为0.1~1 mol/L。
3.根据权利要求1所述的喷雾热解方法，其特征在于，所述沉淀剂溶液选自氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液与乙二胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的喷雾热解方法，其特征在于，所述步骤S2）具体为：
将沉淀剂溶液逐滴加入所述镍盐溶液中至溶液的pH值为9~11，搅拌，过滤，干燥，得到沉淀物。
5.根据权利要求1所述的喷雾热解方法，其特征在于，所述煅烧的温度为250℃~350℃；所述煅烧的时间为1~3 h。
6.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括依次设置的第一电极、空穴传输层、钙钛矿活性层、电子传输层与第二电极；所述空穴传输层采用权利要求1~5任意一项所述的喷雾热解方法制备。
7.根据权利要求6所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层的厚度为10~50 nm；
所述钙钛矿活性层的厚度为300~500 nm；
所述电子传输层的厚度为10~70 nm；
所述第一电极与第二电极的厚度各自独立为60~200 nm；
所述第一电极与第二电极各自独立地选自ITO、IZO、AZO、Au、Ag、Cu、Al、MoOx与WOx中的一种或多种；
所述电子传输层选自SnO2、C60、TiO2、PCBM、ZnO与CdS中的一种或多种；
所述钙钛矿活性层为ABX3；其中，A为MA、FA与PEA中的一种或多种；MA为CH3NH3；FA为NH2CHNH2；PEA为C8H9NH3；B为Pb和/或Sn；X为Cl、Br与I中的一种或多种。
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