CN114843406B - 有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法及半透明太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法及半透明太阳能电池的制备方法，该钙钛矿薄膜的制备方法包括以下步骤：将甲基溴化铵、溴化铅、碘化铅、甲脒氢碘酸盐和氯甲胺溶于混合溶剂中，混匀，得到前驱体溶液；将前驱体溶液涂设于基底上，然后在65～75℃下退火4～6min，再在145～155℃下退火8～12min，得到有机无机杂化钙钛矿薄膜；混合溶剂包括DMF和第一溶剂，DMF和第一溶剂的体积比为8.9～9.1：0.9～1.1，第一溶剂包括N‑乙基‑2‑吡咯烷酮、N‑甲基‑2‑哌啶酮和N‑N‑2‑甲基乙酰胺。本发明通过对前驱体溶液中的混合溶剂的组分和配比进行设计，制得了形貌好、结晶度高、缺陷密度低的有机无机杂化钙钛矿薄膜；同时，省去了反溶剂的添加，从而实现了钙钛矿薄膜的大面积制备。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法及半透明太阳能电池的制备方法。
背景技术
有机无机杂化钙钛矿太阳能电池经过10年的飞速发展，从2009年首次报道以来，到2021年其光电转换效率已超过了25％，达到了单晶硅太阳能电池效率的95％，具有优秀的光电性能。有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的发展迅速归于其制备工艺简单、制作成本低廉、带隙具备可调性、高的载流子扩散长度和高的吸收系数等优点，被认为是高效太阳能电池(PSCs)的候选材料之一，在光伏领域具有潜在的应用价值。而如何通过合适的工艺构筑形貌好、结晶度高、且缺陷密度低的有机-无机杂化钙钛矿薄膜是未来钙钛矿太阳能电池商业化的研究重点，因为这直接影响了钙钛矿太阳能电池的性能。
目前，制备有机无机杂化钙钛矿薄膜的工艺大致分为连续沉积、溶液法、气象辅助沉积和真空蒸发。在溶液法中，一步法是应用最广的，一步法是先配制钙钛矿前驱体溶液，然后将钙钛矿前驱体溶液进行旋涂，并在前驱体旋涂过程中额外再滴加反溶剂，从而促进钙钛矿的成核与结晶，最后通过退火处理得到钙钛矿薄膜，该方法操作简单，但是对于条件十分敏感，前驱体溶液的溶剂选择，以及反溶剂添加的时间和速度都会对薄膜性能产生影响，导致钙钛矿薄膜的质量不好把控；同时，退火使钙钛矿前驱体溶液及成分挥发，从而使得晶粒聚集和收缩，形成缝隙、孔洞等缺陷在钙钛矿层旋涂之中，无法制得具有均匀晶粒大小和光滑统一的钙钛矿薄膜；此外，现有的一步法工艺在大面积制备钙钛矿薄膜过程中，由于无法滴加反溶剂，使制得的钙钛矿薄膜存在许多的孔隙，严重的损害了钙钛矿太阳能电池的性能，因此，基于反溶剂萃取的一步法旋涂工艺无法应用到大面积的钙钛矿电池制备。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法、以及半透明太阳能电池的制备方法，旨在提供一种形貌好、结晶度高、缺陷密度低、且能大面积制备的有机无机杂化钙钛矿薄膜。
为实现上述目的，本发明提出一种有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将甲基溴化铵、溴化铅、碘化铅、甲脒氢碘酸盐和氯甲胺溶于混合溶剂中，混匀，得到前驱体溶液；
将所述前驱体溶液涂设于基底上，然后在65～75℃下退火4～6min，再在145～155℃下退火8～12min，得到有机无机杂化钙钛矿薄膜；
其中，所述混合溶剂包括DMF和第一溶剂，所述DMF和第一溶剂的体积比为8.9～9.1：0.9～1.1，所述第一溶剂包括N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-哌啶酮和N-N-2-甲基乙酰胺。
可选地，所述DMF与第一溶剂的体积比为9：1；和/或，
所述前驱体溶液的浓度为1.5～1.6mol/L。
可选地，所述第一溶剂中，所述N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-哌啶酮和N-N-2-甲基乙酰胺的体积比为2.8～3.2：3.8～4.2：3。
可选地，所述第一溶剂中，所述N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-哌啶酮和N-N-2-甲基乙酰胺的体积比为3：4：3。
可选地，所述甲基溴化铵、溴化铅、碘化铅、甲脒氢碘酸盐和氯甲胺的质量比为7.5～7.8：25～26：647～648：241～242：33。
可选地，所述甲基溴化铵、溴化铅、碘化铅、甲脒氢碘酸盐和氯甲胺的质量比为7.7：25.3：647.4：241.6：33。
另一方面，本发明还提出一种半透明太阳能电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
提供一导电玻璃；
在所述导电玻璃上设置电子传输层；
在所述电子传输层上设置有机无机杂化钙钛矿薄膜，所述有机无机杂化钙钛矿薄膜采用如上所述的有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法制备；
在所述有机无机杂化钙钛矿薄膜上设置空穴传输层；
在所述空穴传输层上设置金属电极层，即可得到半透明太阳能电池。
可选地，在所述导电玻璃上设置电子传输层的步骤包括：
将尿素、盐酸、巯基乙酸、二水氯化亚锡和去离子水混匀，得到第一溶液；
将导电玻璃置于所述第一溶液中，在80～100℃下浸泡2～3h，然后于175～185℃下退火50～70min，得到设置在导电玻璃上的电子传输层。
可选地，在所述有机无机杂化钙钛矿薄膜上设置空穴传输层的步骤包括：
将Spiro-OMeTAD、氯苯、Li-TFSI溶液、钴盐溶液和4-叔丁基吡啶混匀，得到第二溶液；
将所述第二溶液涂设于所述有机无机杂化钙钛矿薄膜上，得到空穴传输层。
可选地，在所述空穴传输层上设置金属电极层的步骤包括：
在所述空穴传输层上采用真空蒸镀的方式沉积Ag，得到金属电极层。
本发明提供的技术方案中，通过对前驱体溶液中的混合溶剂的组分和配比进行设计，制备得到了形貌好、结晶度高、缺陷密度低的有机无机杂化钙钛矿薄膜，从而使由其制得的钙钛矿太阳能电池的性能优异；同时，省去了反溶剂的添加，从而实现了钙钛矿薄膜的大面积制备；此外，该工艺操作简单，易于调控，适合大规模生产。
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为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相关的附图。
图1为本发明实施例1和对比例1-4中步骤(4)制得的有机无机杂化钙钛矿薄膜的XRD图；
图2为本发明实施例1和对比例1-4中步骤(4)制得的有机无机杂化钙钛矿薄膜的电镜图；
图3为本发明实施例1制得的半透明太阳能电池的光伏特性；
图4为本发明实施例4中步骤(4)制得的有机无机杂化钙钛矿薄膜的示意图；
图5为本发明实施例4制得的大面积半透明太阳能电池的光伏特性。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
本发明提出一种有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法，在一实施例中，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S10、将甲基溴化铵、溴化铅、碘化铅、甲脒氢碘酸盐和氯甲胺溶于混合溶剂中，混匀，得到前驱体溶液。
其中，所述混合溶剂包括DMF(即N,N-二甲基甲酰胺)和第一溶剂，所述DMF和第一溶剂的体积比为8.9～9.1：0.9～1.1，所述第一溶剂包括N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-哌啶酮和N-N-2-甲基乙酰胺。较优地，所述DMF与第一溶剂的体积比为9:1，在上述配比下，制得的钙钛矿薄膜的性能更好。
需要说明的是，为了便于描述，下文中将N-乙基-2-吡咯烷酮简称为N1，N-甲基-2-哌啶酮简称为N2，N-N-2-甲基乙酰胺简称为N3。
进一步地，所述第一溶剂中，所述N1、N2和N3的体积比为2.8～3.2：3.8～4.2：3，也即，可以为2.8:4.2:3、2.9:4.1:3、2.8:3.8:4、3:4:3、3:4.2:3等。在一优选实施例中，所述N1、N2和N3的体积比为3：4：3。混合溶剂在上述配比下，能够制备出均匀晶粒大小和光滑的钙钛矿膜；同时，还能促进退火过程中混合溶剂的快速挥发，使钙钛矿薄膜达到过饱和的状态，促进成核结晶，从而使制得的钙钛矿薄膜的结晶度高、缺陷密度低；此外，在制备过程中，减少了反溶剂的添加，从而实现钙钛矿薄膜的大规模制备。
前驱体溶液的浓度也会影响制得的钙钛矿薄膜的性能，在本实施例中，所述前驱体溶液的浓度为1.5～1.6mol/L，也即，可以为1.5mol/L、1.51mol/L、1.53mol/L、1.54mol/L、1.57mol/L、1.6mol/L等，优选为1.53mol/L。其中，mol/L简写为M。
在本实施例中，所述甲基溴化铵(MABr)、溴化铅(PbBr2)、碘化铅(PbI2)、甲脒氢碘酸盐(FAI)和氯甲胺(MACl)的质量比为7.5～7.8：25～26：647～648：241～242：33。在一优选实施例中，所述甲基溴化铵、溴化铅、碘化铅、甲脒氢碘酸盐和氯甲胺的质量比为7.7：25.3：647.4：241.6：33，如此，得到的前驱体溶液为(FAIPbI3)0.95(MAPbBr2.2Cl0.8)0.05。
步骤S20、将所述前驱体溶液涂设于基底上，然后在65～75℃下退火4～6min，再在145～155℃下退火8～12min，得到有机无机杂化钙钛矿薄膜。
较优地，将所述前驱体溶液涂设于基底上，然后在70℃下退火5min，再在150℃下退火10min，得到有机无机杂化钙钛矿薄膜。
对于涂设的具体方式，本发明不做限制，可以采用旋涂、刷涂、喷涂等方式，在本实施例中，采用旋涂的方式进行。具体地，所述旋涂的旋涂速率为6000rpm，旋涂时间为30s。
本发明提供的有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法中，通过对前驱体溶液中的混合溶剂的组分和配比进行设计，制备得到了形貌好、结晶度高、缺陷密度低的有机无机杂化钙钛矿薄膜，从而使由其制得的钙钛矿太阳能电池的性能优异；同时，省去了反溶剂的添加，从而实现了钙钛矿薄膜的大面积制备；此外，该工艺操作简单，易于调控，适合大规模生产。
除此之外，本发明提供的制备方法，对前驱体溶液的浓度、第一溶剂的配比、各溶质之间的质量比等参数加以优化，使制得的钙钛矿薄膜的性能更好。
此外，本发明还提出一种半透明太阳能电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤A1、提供一导电玻璃。
所述导电玻璃为FTO。当然，需要先对导电玻璃FTO进行预处理，以使电子传输层能更好的与导电玻璃结合，预处理可包括清洗、干燥、疏水改性等步骤。在本实施例中，预处理步骤包括：将FTO导电玻璃依次在去离子水、无水乙醇、丙酮和异丙酮中各超声清洗15min，最后用氮气吹干。
步骤A2、在所述导电玻璃上设置电子传输层。
其中，步骤A2包括：
步骤A21、将尿素、盐酸、巯基乙酸、二水氯化亚锡和去离子水混匀，得到第一溶液。
对于第一溶液中各组分的添加量，本发明不做限制，在一实施例中，所述第一溶液的配制方式如下：在50mL的去离子水中，加入625mg的尿素、625μL的盐酸、12.5μL的巯基乙酸、137.5mg的二水氯化亚锡(SnCl2·2H2O)，混匀，得到第一溶液。
步骤A22、将导电玻璃置于所述第一溶液中，在80～100℃下浸泡2～3h，然后于175～185℃下退火50～70min，得到设置在导电玻璃上的电子传输层。
较优地，将导电玻璃置于所述第一溶液中，在90℃下浸泡2.5h，然后于180℃下退火60min，得到设置在导电玻璃上的电子传输层。
需要说明的是，在本发明的其他实施例中，步骤A1也可以在步骤A21之后进行，或者是步骤A1和步骤A21同步进行，只需要在下一步操作之前(也即步骤A22之前)，分别完成第一溶液和导电玻璃制备即可。
步骤A3、在所述电子传输层上设置有机无机杂化钙钛矿薄膜，所述有机无机杂化钙钛矿薄膜采用如上所述的有机无机杂化钙钛矿的制备方法制备。
也即，将所述前驱体溶液涂设于所述电子传输层上，然后在65～75℃下退火4～6min，再在145～155℃下退火8～12min，得到有机无机杂化钙钛矿薄膜。
步骤A4、在所述有机无机杂化钙钛矿薄膜上设置空穴传输层。
在本实施例中，步骤A4包括：
步骤A41、将Spiro-OMeTAD、氯苯、Li-TFSI溶液、钴盐溶液和4-叔丁基吡啶混匀，得到第二溶液。
其中，Spiro-OMeTAD指的是2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴。Li-TFSI(即双三氟甲烷磺酰亚胺锂)溶液中，每1mL乙腈中对应加入520mg的Li-TFSI。钴盐溶液中，每1mL乙腈中对应加入300mg钴盐，具体地，钴盐为FK209。在一实施例中，第二溶液的配制方式如下：用54.75mg的Spiro-OMeTAD与750μL的氯苯(CBz)、13.5μL的Li-TFSI溶液、21.75μL的FK209溶液、22.5μL的4-叔丁基吡啶混匀，得到第二溶液。
步骤A42、将所述第二溶液涂设于所述有机无机杂化钙钛矿薄膜上，得到空穴传输层。
采用旋涂的方法在钙钛矿薄膜上涂设第二溶液。具体地，所述旋涂的旋涂速率为4000rpm，旋涂时间为30s。
本发明不限制步骤A41与步骤A1、A2和A3的先后顺序，只要在步骤A42之前，完成第二溶液的制备即可。
步骤A5、在所述空穴传输层上设置金属电极层，即可得到半透明太阳能电池。
具体实施时，在所述空穴传输层上采用真空蒸镀的方式沉积Ag，得到金属电极层，从而得到有机无机杂化太阳能电池，即半透明太阳能电池。进一步地，所述金属电极层的厚度为80～100nm；和/或，所述真空蒸镀的真空度为2.5×10-5Pa。
本发明提供的半透明太阳能电池的制备方法，通过对前驱体溶液的组分及配比的设计，使制得的太阳能电池器件的性能较好，如此，在减少钙钛矿薄膜的厚度的情况下，即可实现其光电转换效率较高，从而有效提高了太阳能电池的透明度；同时，通过前驱体溶液的组分及配比的设计，如此，经退火后，制得的太阳能电池的透明度较高。因此，本发明最终制得了光伏特性良好的半透明太阳能电池，使其能应用于光伏建筑一体化等领域。
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下给出了实施例和对比例中第一溶液和第二溶液的配制方式：
第一溶液的配制：在50mL的去离子水中，加入625mg的尿素、625μL的盐酸、12.5μL的巯基乙酸、137.5mg的SnCl2·2H2O，混匀，得到第一溶液。
第二溶液的配制：用54.75mg的Spiro-OMeTAD与750μL氯苯、13.5μL的Li-TFSI溶液、21.75μL的FK209溶液、22.5μL的4-叔丁基吡啶混匀，得到第二溶液。
实施例1
(1)将FTO导电玻璃依次在去离子水、无水乙醇、丙酮和异丙酮中各超声清洗15min，最后用氮气吹干，然后将FTO导电玻璃切割成0.8cm×1cm大小；
(2)将切割得到的FTO导电玻璃置于上述第一溶液中，在90℃下浸泡2.5h，然后于180℃下退火60min，得到设置在导电玻璃上的电子传输层；
(3)将MABr(99.5％)、PbBr2(99.99％)、PbI2(99.99％)、FAI(99.5％)和MACl(99.5％)溶于混合溶剂中，混匀，得到浓度为1.53mol/L的前驱体溶液，其中，MABr、PbBr2、PbI2、FAI和MACl的质量比为7.7：25.3：647.4：241.6：33，所述混合溶剂包括DMF和第一溶剂，所述DMF和第一溶剂的体积比为9：1，所述第一溶剂中，N1、N2和N3的体积比为3：4：3；
(4)将上述前驱体溶液旋涂于所述电子传输层上，然后在70℃下退火5min，再在150℃下退火10min，得到有机无机杂化钙钛矿薄膜；
(5)将上述第二溶液旋涂于所述有机无机杂化钙钛矿薄膜上，得到空穴传输层；
(6)在上述空穴传输层上采用真空蒸镀的方式沉积Ag，得到厚度为90nm的金属电极层，从而得到半透明太阳能电池。
实施例2
(1)将FTO导电玻璃依次在去离子水、无水乙醇、丙酮和异丙酮中各超声清洗15min，最后用氮气吹干，然后将FTO导电玻璃切割成0.8cm×1cm大小；
(2)将切割得到的FTO导电玻璃置于上述第一溶液中，在100℃下浸泡2h，然后于185℃下退火50min，得到设置在导电玻璃上的电子传输层；
(3)将MABr(99.5％)、PbBr2(99.99％)、PbI2(99.99％)、FAI(99.5％)和MACl(99.5％)溶于混合溶剂中，混匀，得到浓度为1.5mol/L的前驱体溶液，其中，MABr、PbBr2、PbI2、FAI和MACl的质量比为7.5：26：648：242：33，所述混合溶剂包括DMF和第一溶剂，所述DMF和第一溶剂的体积比为8.9：1.1，所述第一溶剂中，N1、N2和N3的体积比为2.8：4.2：3；
(4)将上述前驱体溶液旋涂于所述电子传输层上，然后在75℃下退火4min，再在155℃下退火8min，得到有机无机杂化钙钛矿薄膜；
(5)将上述第二溶液旋涂于所述有机无机杂化钙钛矿薄膜上，得到空穴传输层；
(6)在上述空穴传输层上采用真空蒸镀的方式沉积Ag，得到厚度为80nm的金属电极层，从而得到半透明太阳能电池。
实施例3
(1)将FTO导电玻璃依次在去离子水、无水乙醇、丙酮和异丙酮中各超声清洗15min，最后用氮气吹干，然后将FTO导电玻璃切割成0.8cm×1cm大小；
(2)将切割得到的FTO导电玻璃置于上述第一溶液中，在80℃下浸泡3h，然后于175℃下退火70min，得到设置在导电玻璃上的电子传输层；
(3)将MABr(99.5％)、PbBr2(99.99％)、PbI2(99.99％)、FAI(99.5％)和MACl(99.5％)溶于混合溶剂中，混匀，得到浓度为1.6mol/L的前驱体溶液，其中，MABr、PbBr2、PbI2、FAI和MACl的质量比为7.8：25：647：241：33，所述混合溶剂包括DMF和第一溶剂，所述DMF和第一溶剂的体积比为9.1：0.9，所述第一溶剂中，N1、N2和N3的体积比为3.2：4：3；
(4)将上述前驱体溶液旋涂于所述电子传输层上，然后在65℃下退火6min，再在145℃下退火12min，得到有机无机杂化钙钛矿薄膜；
(5)将上述第二溶液旋涂于所述有机无机杂化钙钛矿薄膜上，得到空穴传输层；
(6)在上述空穴传输层上采用真空蒸镀的方式沉积Ag，得到厚度为100nm的金属电极层，从而得到半透明太阳能电池。
实施例4
除了将步骤(1)中：将FTO导电玻璃切割成0.8cm×1cm大小的步骤，替换成：将FTO导电玻璃采用飞秒激光雕刻模板制成5cm×5cm的大小，其余步骤与实施例1相同，最终制得大面积半透明太阳能电池。
对比例1
除了将DMF与第一溶剂的体积比修改为8.5:1.5，其余步骤与实施例1相同。
对比例2
除了将DMF与第一溶剂的体积比修改为9.5:0.5，其余步骤与实施例1相同。
对比例3
除了将N1、N2和N3的体积比修改为3：3：4，其余步骤与实施例1相同。
对比例4
除了将N1、N2和N3的体积比修改为4：3：3，其余步骤与实施例1相同。
(一)X射线衍射测试
将实施例1和对比例1-4中步骤(4)制得的有机无机杂化钙钛矿薄膜进行X射线衍射，得到如图1所示的XRD图。
由图1可以看出，实施例1和对比例1-4均成功制得了有机无机杂化钙钛矿薄膜。
(二)电镜观察
将实施例1和对比例1-4中步骤(4)制得的有机无机杂化钙钛矿薄膜在电镜下观察，其结果如图2所示。
由图2可以看出，实施例1制得的钙钛矿薄膜成核很致密且均匀，而对比例1-4制备的钙钛矿薄膜都具有明显的孔隙，说明本发明通过对混合溶剂中的各参数的优化，使制得的钙钛矿薄膜的形貌更好、结晶度更高、缺陷密度更低。
(三)性能测试
将实施例1制得的太阳能电池进行光伏特性测试，其结果如图3所示。将实施例4制得的5cm×5cm大面积钙钛矿太阳能电池进行测试，其图谱如图4所示，其光伏特性如图5所示。
由图3可以看出，实施例1制得的小面积半透明太阳能电池的电路电压(Voc)为1.015V、短路电流密度(Jsc)达到23.99mA/cm2，填充因子(FF)达到0.772％，太阳能电池的光电转换效率达到18.80％，迟滞现象很小。
由图4可以看出，实施例4中步骤(4)制得的有机无机杂化钙钛矿薄膜的成核质量很好，致密且均匀。需要说明的是，图4中为同批次制得的的四块有机无机杂化钙钛矿薄膜。
由图5可以看出，实施例4制得的大面积半透明太阳能电池的电路电压(Voc)为5.248V、短路电流密度(Jsc)达到3.81mA/cm2，填充因子(FF)达到0.61％，制备的太阳能电池的光电转换效率达到12.2％，正反扫描效率相差很小，无明显迟滞现象。
将实施例2和实施例3制得的钙钛矿薄膜和太阳能电池进行与上述实施例1相同的检测分析，确定步骤(4)制得了有机无机杂化钙钛矿薄膜，最终制得了半透明太阳能电池，且钙钛矿薄膜的形貌好、结晶度高、缺陷密度低，半透明太阳能电池的光伏特性良好。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将甲基溴化铵、溴化铅、碘化铅、甲脒氢碘酸盐和氯甲胺溶于混合溶剂中，混匀，得到前驱体溶液；
将所述前驱体溶液涂设于基底上，然后在65～75℃下退火4～6min，再在145～155℃下退火8～12min，得到有机无机杂化钙钛矿薄膜；
其中，所述混合溶剂包括DMF和第一溶剂，所述DMF和第一溶剂的体积比为8.9～9.1：0.9～1.1，所述第一溶剂包括N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-哌啶酮和N-N-2-甲基乙酰胺，所述N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-哌啶酮和N-N-2-甲基乙酰胺的体积比为2.8～3.2：3.8～4.2：3。
2.如权利要求1所述的有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述DMF与第一溶剂的体积比为9：1；和/或，
所述前驱体溶液的浓度为1.5～1.6mol/L。
3.如权利要求1所述的有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂中，所述N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-哌啶酮和N-N-2-甲基乙酰胺的体积比为3：4：3。
4.如权利要求1所述的有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述甲基溴化铵、溴化铅、碘化铅、甲脒氢碘酸盐和氯甲胺的质量比为7.5～7.8：25～26：647～648：241～242：33。
5.如权利要求4所述的有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述甲基溴化铵、溴化铅、碘化铅、甲脒氢碘酸盐和氯甲胺的质量比为7.7：25.3：647.4：241.6：33。
6.一种半透明太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一导电玻璃；
在所述导电玻璃上设置电子传输层；
在所述电子传输层上设置有机无机杂化钙钛矿薄膜，所述有机无机杂化钙钛矿薄膜采用如权利要求1至5任意一项所述的有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法制备；
在所述有机无机杂化钙钛矿薄膜上设置空穴传输层；
在所述空穴传输层上设置金属电极层，即可得到半透明太阳能电池。
7.如权利要求6所述的半透明太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述导电玻璃上设置电子传输层的步骤包括：
将尿素、盐酸、巯基乙酸、二水氯化亚锡和去离子水混匀，得到第一溶液；
将导电玻璃置于所述第一溶液中，在80～100℃下浸泡2～3h，然后于175～185℃下退火50～70min，得到设置在导电玻璃上的电子传输层。
8.如权利要求6所述的半透明太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述有机无机杂化钙钛矿薄膜上设置空穴传输层的步骤包括：
将Spiro-OMeTAD、氯苯、Li-TFSI溶液、钴盐溶液和4-叔丁基吡啶混匀，得到第二溶液；
将所述第二溶液涂设于所述有机无机杂化钙钛矿薄膜上，得到空穴传输层。
9.如权利要求6所述的半透明太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述空穴传输层上设置金属电极层的步骤包括：
在所述空穴传输层上采用真空蒸镀的方式沉积Ag，得到金属电极层。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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