CN116779724A - 一种挥发性添加剂释放残余应力制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，主要通过使用挥发性添加剂调控前驱体薄膜孔隙率，释放钙钛矿的残余应力，制备具有高开路电压的钙钛矿太阳能电池。其采用挥发性添加剂NH4Br对溴化铅薄膜孔隙率进行调节，减少PbBr2转变为CsPbBr3钙钛矿薄膜的残余应力，可将钙钛矿太阳能电池开路电压有效提高。经TiCl4处理后的SnO2在ETL/钙钛矿界面处设置中间能级，但PbBr2/DMF对处理后的ETL浸润性较差，制备的溴化铅薄膜孔隙率较高；本发明可调节该薄膜的孔隙率，实现钙钛矿晶粒生长过程中精确应力调控，抑制残余应力带来的晶格畸变，实现高效率器件载流子传输，提高钙钛矿薄膜的吸光强度。
Description
技术领域
本发明涉及钙钛矿太阳能电池的开发与利用技术领域，特别是一种挥发性添加剂释放残余应力制备高开路电压的钙钛矿(铯铅溴CsPbBr3)太阳能电池的方法，具体内容涉及一种挥发性添加剂NH4Br调节PbBr2薄膜孔隙率，减少钙钛矿的残余应力，提高钙钛矿太阳能电池开路电压和光电转换效率。
背景技术
钙钛矿太阳能电池(英文简称PSCs)在效率和成本方面可以与大多数商业光伏电池相媲美，但其内在的不稳定性仍然是实际应用的主要问题。在器件制造和运行过程中，PSCs中存在的残余应力，会促进缺陷态的产生、相变、化学分解、界面分层和机械脆性，在很大程度上影响了器件的稳定性。通过调节薄膜内部的残余应力，可以有效地调节材料的理化性能，进而影响器件的性能和稳定性。
近年来，关于释放钙钛矿薄膜内的残余应力的工作已经得到一定研究。研究者们普遍关注前驱体化学反应和加工过程中应力的产生和消除。文献Accurate Adjusting theLattice Strain of Triple-Cation and Mixed-Halide Perovskites for High-Performance Photodetector.(ACS Appl.Mater.Interfaces 2022,14,24,28154–28162.)，通过控制钙钛矿A位阳离子的组成和比例来调整晶格应变。文献Precise stresscontrol of inorganic perovskite films for carbon-based solar cells with anultrahigh voltage of 1.622V.(Nano Energy 2020,67,104286.)，计算出PbBr2转变为CsPbBr3会发生2.18倍的体积膨胀，并通过调控PbBr2结晶温度来调节PbBr2结晶过程以及形貌，从而实现对钙钛矿薄膜的应力调控。文献Unveiling the additive-assistedoriented growth of perovskite crystallite for high performance light-emittingdiodes.(Nat.Commun.2021,12,5081.)，使用具有多功能基团的新型添加剂2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙酸，它可以促进钙钛矿和钝化缺陷的定向生长，从而产生具有高结晶度和低缺陷密度的钙钛矿层。文献Pre-Buried Additive for Cross-Layer Modificationin Flexible Perovskite Solar Cells with Efficiency Exceeding 22％.(Adv.Mater.2022,34,2109879.)，通过使用甲酸铵(HCOONH4)用作电子传输层(ETL)中的预埋添加剂，能促进ETL中的电子提取能力，减少钙钛矿薄膜中的残余应变和微应变松弛，降低ETL及钙钛矿层内的缺陷密度。
目前大多数关于CsPbBr3的改性研究专注于CsBr沉积工艺的改性和已形成的CsPbBr3薄膜的钝化，鲜有探究PbBr2薄膜结晶动力学过程的研究。现有方法制备的CsPbBr3薄膜容易出现针孔，难以获得高质量的钙钛矿薄膜。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种挥发性添加剂释放残余应力制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，通过本发明方法获得的PSCs，具有显著提高的Voc等特点。
本发明提供一种挥发性添加剂释放残余应力制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，其包括以下步骤：
S1、提供四氯化钛处理后的氧化锡基层；
S2、在所述氧化锡基层上涂覆前驱体溶液，通过90～110℃退火处理形成前驱体膜层，所述前驱体溶液由溴化铅、添加剂和DMF组成，所述添加剂为溴化铵，所述溴化铵与溴化铅的摩尔比为0.8～8：100；
S3、将溴化铯涂覆于所述前驱体膜层表面，然后于260～280℃退火得到钙钛矿薄膜，组装得到CsPbBr3钙钛矿太阳能电池。
在本发明的实施例中，步骤S1具体包括：通过湿法SnO2加热制备FTO/SnO2基底；将所述基底的SnO2表面与四氯化钛水溶液接触，进行加热，得到四氯化钛处理后的氧化锡基层。
在本发明的实施例中，步骤S1中，所述湿法SnO2加热的温度为150～170℃。
在本发明的实施例中，步骤S1中，将制备的FTO/SnO2基底浸泡在四氯化钛水溶液中，进行加热的温度为70～80℃，浸泡至少30min；所述四氯化钛水溶液的浓度为0.04～0.05M。
在本发明的实施例中，步骤S2中，所述前驱体溶液按照以下方式配制得到：将溴化铅和溴化铵溶于DMF中，60～70℃加热搅拌，得到前驱体溶液。
在本发明的实施例中，步骤S2中，所述溴化铵与溴化铅的摩尔比为1～7：100。
在本发明的实施例中，步骤S2中的涂覆和步骤S3中的涂覆均为旋涂方式；步骤S3采用1mol/L溴化铯水溶液进行旋涂，溴化铯水溶液停留时间为15～25s。
在本发明的实施例中，步骤S3中，所述退火的温度为265～275℃，时间为10～20min；所述钙钛矿薄膜的厚度为540～560nm。
在本发明的实施例中，所述钙钛矿薄膜结合碳电极组装得到CsPbBr3钙钛矿太阳能电池。
在本发明的实施例中，所述碳电极通过刮涂加热导电碳浆料形成，厚度为13～20μm。
钙钛矿太阳能电池(PSC)中存在的不良应变会促进缺陷态的产生、相变、化学分解、界面分层和机械脆性，这在很大程度上影响了器件的稳定性。通过调节薄膜内部的残余应力，可以有效地调整材料的理化性能，进而影响相应器件的性能和稳定性。应变控制对于制备稳定高效的PSCs是不可或缺的。此外，晶体生长过程的调控对于获得高质量的钙钛矿薄膜至关重要，调节晶体生长，降低缺陷态密度，从而有利于提高电池的光伏性能。
目前，关于基底对PbBr2薄膜孔隙率的影响探究较少。此外，经TiCl4处理后的SnO2作为电子传输层(ETL)可以在ETL/钙钛矿界面处设置中间能级，但这种方法制备的溴化铅(PbBr2)薄膜孔隙率较高，制备的铯铅溴(CsPbBr3)薄膜容易出现针孔，难以调控合适的停留时间使其充分反应获得高质量的钙钛矿薄膜。
基于此，本发明主要使用挥发性添加剂溴化铵(NH4Br)，引入到PbBr2的DMF溶液之中，通过旋涂法制备了不同孔隙率的前驱体PbBr2薄膜，调控PbBr2薄膜孔隙率从而调节钙钛矿的应力。同时，申请人还发现不同基底上制备的PbBr2膜层孔隙率不同；NH4Br作为添加剂进而可以与基底共同作用，调控钙钛矿晶体生长过程，获得高质量的钙钛矿薄膜。在本发明中，通过NH4Br与TiCl4处理后的SnO2基底对钙钛矿薄膜生长过程进行调控，增强了钙钛矿薄膜的吸光强度，也调控了PbBr2薄膜的孔隙率，从而释放薄膜内部残余应力，降低缺陷态密度；同时在加热生成CsPbBr3的过程中，NH4Br会挥发，从而沿面外方向进一步释放钙钛矿的应力，可以最大限度地提高器件的载流子输运，减少晶格畸变，获得高质量的全无机CsPbBr3钙钛矿薄膜。因此，本发明工作为减少钙钛矿薄膜残余应力，以及制备高开路电压和高光电转换效率的PSCs提供了一种挥发性添加剂调控应力的策略。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是一些实施例中TiCl4修饰SnO2电子传输层的制备流程示意图；
图2是一些实施例中CsPbBr3钙钛矿太阳能电池制备工艺示意图；
图3是实施例在两种不同的基底(SnO2基底以及TiCl4处理后的基底)上加和不加NH4Br制备的PbBr2薄膜的扫描电镜图；
图4是实施例在上述两种不同的基底上加和不加NH4Br制备的CsPbBr3薄膜的扫描电镜图；
图5是实施例在上述两种不同的基底上加和不加NH4Br制备的CsPbBr3薄膜的紫外可见光吸收图谱；
图6实施例在TiCl4处理后的基底上使用不同含量NH4Br作为添加剂制备的CsPbBr3PSCs的J-V曲线图；
图7是结构：FTO/SnO2(TiCl4处理)/CsPbBr3(加和不加NH4Br)/PCBM/carbon暗态J-V曲线图；
图8是实施例在TiCl4处理后的基底上加和不加NH4Br的CsPbBr3器件暗态下J-V曲线图。
具体实施方式
下面对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本发明提供了一种挥发性添加剂释放残余应力制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，包括以下步骤：
S1、提供四氯化钛处理后的氧化锡基层；
S2、在所述氧化锡基层上涂覆前驱体溶液，通过90～110℃退火处理形成前驱体膜层，所述前驱体溶液由溴化铅、添加剂和DMF组成，所述添加剂为溴化铵，所述溴化铵与溴化铅的摩尔比为0.8～8：100；
S3、将溴化铯涂覆于所述前驱体膜层表面，然后于260～280℃退火得到钙钛矿薄膜，组装得到CsPbBr3钙钛矿太阳能电池。
基底对于薄膜孔隙率和后续钙钛矿薄膜生长都会产生重要影响。如何调控晶体生长、调节钙钛矿薄膜的残余应力，对于获得高稳定、高效率器件具有至关重要的影响。为此，本发明介绍了一种通过引入挥发性添加剂的方式来调节PbBr2薄膜的孔隙率，进而实现钙钛矿晶粒生长过程中精确的应力调控，抑制残余应力带来的晶格畸变。本发明实施例将经添加剂调控的钙钛矿薄膜组装成电池，能显著提高PSCs的Voc及PCE。
本发明实施例首先制备TiCl4修饰的SnO2电子传输层，具体步骤流程可参见图1。如图1所示，以氟掺杂锡氧化物(FTO)为钙钛矿器件的基板，FTO导电玻璃为掺杂氟的SnO2透明导电玻璃(SnO2:F)，目前FTO镀膜玻璃生产方式主要有化学气相沉积法和磁控溅射法，本发明对FTO导电玻璃没有特殊限制，采用市售即可。具体地，可将FTO导电玻璃用去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇依次超声处理，清洁后用氮气吹干，并等离子清洗。
可将SnO2溶液(如市售15质量％氧化锡胶体分散液，介质为水)和氯化锂(LiCl)水溶液搅拌均匀，将其旋涂于干净的FTO上，在150～170℃下退火一定时间，得到SnO2薄膜；制备好的FTO/SnO2基底包括FTO及其表面复合形成的SnO2薄膜。其中，氯化锂作为添加剂添加在SnO2中，用于提高SnO2的电导率。SnO2层厚度可为9～11nm，约10nm。
在本发明的具体实施例中，取一定体积的四氯化钛(TiCl4)，缓慢滴加于去离子水中(冰水浴)，并不停搅拌，获得TiOxCl4-2x水溶液(可称为四氯化钛水溶液，浓度优选为0.04～0.05M)。将制备好的FTO/SnO2薄膜基底浸入配制好的溶液中，70～80℃水浴加热至少30分钟，取出后可分别用去离子水和无水乙醇冲洗，优选200℃加热30分钟(进一步改善TiOxCl4-2x的结晶性)，得到TiCl4处理后的SnO2电子传输层，此时的基底结构依次为FTO、SnO2、TiOxCl4-2x。
制备形成含所述电子传输层的基底后，本发明实施例进行CsPbBr3钙钛矿膜层及钙钛矿太阳能电池的制备。
参见图2，图2是一些实施例中CsPbBr3钙钛矿太阳能电池制备工艺示意图，具体包括：
(1)配制前驱体溶液：将PbBr2以及NH4Br溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，优选于60～70℃加热并搅拌，得到前驱体溶液(可称PbBr2溶液，其中的NH4Br为添加剂，PbBr2/(NH4Br)/DMF)。另外，可将溴化铯(CsBr)溶于水(实验室一般采用去离子水)中，得到CsBr水溶液(CsBr/H2O)。
(2)两步法制备钙钛矿薄膜：可将上述制备得到的基底和PbBr2溶液在90～110℃预热5～10分钟，用移液枪吸取一定体积该前驱体溶液，旋涂于基底处理后的膜层上，旋涂完成后，将其置于90～110℃热台退火至少30分钟。待其温度降到室温，可将CsBr水溶液旋涂于PbBr2膜层表面，然后260～280℃退火15分钟左右，得到钙钛矿CsPbBr3薄膜。
在本发明中，所述溴化铵(NH4Br)与溴化铅(PbBr2)的摩尔比为0.8～8：100，优选为1～7：100，还可分别记为1％，3％，5％，7％等。本发明优选采用1mol/L CsBr水溶液进行旋涂，CsBr水溶液停留时间为15～25s。本发明实施例对旋涂的工艺并无特殊限制；所述退火的温度优选为265～275℃，更优选为270℃，时间可为10～20min。此外，所得到的钙钛矿薄膜的厚度可为540～560nm，如550nm等。
在本发明的实施例中，所述钙钛矿薄膜结合碳电极组装得到CsPbBr3钙钛矿太阳能电池。进一步地，所述碳电极通过刮涂加热导电碳浆料形成，加热时间优选为30min，温度优选为120℃；碳电极厚度可为13～20μm，如厚度为15μm。此外，所述的导电碳浆料型号具体为：碳浆HT-C-Paste，购买自惠特光电公司。
本发明实施例提出了一种基底和添加剂共同调控钙钛矿的生长，释放钙钛矿残余应力的方法，该方法通过采用在TiCl4处理后的基底上，旋涂添加不同含量的NH4Br的PbBr2/DMF溶液中，即可完成技术关键。其中，通过引入一种挥发性添加剂NH4Br调节PbBr2薄膜的孔隙率，实现钙钛矿晶粒生长过程中精确的应力调控，抑制残余应力带来的晶格畸变，调控晶体生长动力学。同时，达到此添加剂的挥发温度后，添加剂沿面外方向挥发，进一步释放残余的应力，减少晶格畸变，提高稳定性。与其他铵盐添加剂相比，本发明考虑并利用了铵盐的挥发性，实现钙钛矿薄膜的应力释放。此挥发性添加剂与基底共同对钙钛矿结晶过程进行调控，增强了钙钛矿吸光强度，从而实现高效率器件的载流子传输，获得高质量的全无机CsPbBr3钙钛矿薄膜。最终，本发明实施例获得了10.02％的光电转化效率和1.681V的超高开路电压，这也是目前全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池取得的最高的开路电压之一。
本发明实施例这种制备方法的工艺及设备简单，制备条件温和。该方法能同时实现释放残余应力，调控晶体生长，降低缺陷，抑制晶格畸变，提高器件稳定性，大幅提高钙钛矿薄膜的吸光强度，提高了开路电压(Voc)及光电转换效率(PCE)；该发明为钙钛矿应力调控提供了新思路。
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明基底和添加剂共同调控钙钛矿晶体生长以及应力释放的方法做进一步的说明。以下实施例中，所用原料均为市售；碳浆HT-C-Paste，购买自惠特光电公司；FTO的方阻15欧，厚度2.2mm，透光率85％以上，雾度0.6％，膜厚350nm，导电性良好，耐高温550度，表面粗糙度低，耐磨损性强。
实施例一：
1.制备电子传输层
将FTO导电玻璃用去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇依次超声处理10分钟，用氮气吹干并等离子清洗15分钟。
取2mL去离子水，向其中加入450μlSnO2溶液(15％胶体分散液，水)和300μlLiCl水溶液(17mg/mL)，搅拌均匀，将其旋涂于干净的FTO上，旋涂采用转速为4000rpm/s，时间为30s，在170℃下退火30分钟，得到SnO2薄膜。再取440μl的TiCl4，缓慢滴加于100ml去离子水中(冰水浴)，并不停搅拌，获得TiOxCl4-2x水溶液，将制备好的SnO2薄膜浸入配制好的溶液中，75℃水浴加热30分钟，取出后分别用去离子水和无水乙醇冲洗，200℃加热30分钟，得到TiCl4处理后的SnO2电子传输层。
2.制备钙钛矿层
(1)配制前驱体溶液：将PbBr2(367mg，1mmol)以及NH4Br(0.98mg，0.01mmol)溶于1mlDMF中；70℃加热并搅拌5小时。CsBr(212.8mg)溶于1ml去离子水中；
(2)用两步法制备钙钛矿薄膜：将上述的基底和PbBr2溶液在95℃预热10分钟，移液枪吸取42μl旋涂于基底上，旋涂完成后将其置于95℃热台退火30分钟；
待其温度降到室温，将CsBr水溶液旋涂于PbBr2层表面，CsBr水溶液的停留时间为15～25s；然后270℃退火15分钟，得到钙钛矿薄膜。
3.刮涂碳电极
利用刮刀在钙钛矿薄膜上刮涂碳电极，碳浆料加热时间为30min，温度为120℃，碳电极的厚度为15μm。
实施例二：
本实施例二的修饰步骤与实施例一基本相同，不同之处在于配制的前驱体溶液中NH4Br含量为2.94mg。
实施例三：
本实施例三的修饰步骤与实施例一基本相同，不同之处在于配制的前驱体溶液中NH4Br含量为4.9mg。
实施例四：
本实施例四的修饰步骤与实施例一基本相同，不同之处在于配制的前驱体溶液中NH4Br含量为6.86mg。
对比例(对应Control)：
修饰步骤与实施例一基本相同，不同之处在于配制的PbBr2前驱体溶液中NH4Br含量为0mg。
上述的实施例一与对照组制备的PbBr2薄膜的扫描电子显微镜照片(SEM)如图3所示，图3是在两种不同的基底(SnO2基底以及TiCl4处理后的基底)上加和不加NH4Br制备的PbBr2薄膜的扫描电镜图。对照组为相同步骤条件、但基底和前驱体溶液组成不同，包括(a)SnO2/PbBr2、(b)SnO2/PbBr2(NH4Br)、(c)TiCl4/PbBr2，实施例一对应(d)TiCl4/PbBr2(NH4Br)。
从SEM中可以看出，在未经TiCl4处理后的基底上不加NH4Br添加剂，所制备的PbBr2薄膜孔隙率较小，无法为CsPbBr3的转化提供充足的生长空间；在TiCl4处理后的基底上不加NH4Br，所制得的PbBr2薄膜孔隙率又会过大，制备的钙钛矿薄膜不连续、容易出现针孔。在两种不同的基底上引入NH4Br后调控PbBr2结晶过程，获得了孔隙率适中的PbBr2薄膜(参见(d))。
后续反应生成CsPbBr3的SEM如图4所示，图4是在两种不同的基底(SnO2基底以及TiCl4处理后的基底)上加和不加NH4Br制备的CsPbBr3薄膜的扫描电镜图。可以看出，由于SnO2基底上制备的纯PbBr2薄膜孔隙率过小，因此制备的钙钛矿的晶粒尺寸也较小，分布不均。对于在TiCl4处理后的基底上不加NH4Br，所制得的PbBr2薄膜孔隙率偏大，因此反应生成的钙钛矿薄膜存在针孔，质量较差。引入NH4Br作为添加剂后，制备的钙钛矿薄膜(TiCl4/CsPbBr3(NH4Br))均匀覆盖且无孔洞。有利于减少载流子复合。
上述的实施例一与对照组制备的钙钛矿薄膜的紫外吸收图谱如图5所示，只有TiCl4处理与NH4Br共同作用制备的钙钛矿薄膜的吸收强度(Intensity)大幅增强，这表明TiCl4处理与NH4Br共同调控了钙钛矿的结晶过程。
上述实施例与对比例的钙钛矿太阳能电池的光伏性能参数(光电转换效率为光态下测试，SCLC和暗电流测试为暗态下测试)，如图6和表1所示。
表1实施例与对比例的钙钛矿太阳能电池的光伏性能参数
由表1可知，实施例一至四所制得的钙钛矿太阳能电池的光伏性能均有所提升。
图7为空间电荷限制电流(SCLC)器件J-V曲线，较小的VTFL意味着器件具有较低的缺陷态密度。对比例的ntrap为1.04×1016cm-1,实施例三的缺陷态密度降低到8.9×1015cm-1。表明TiCl4处理的基底上引入NH4Br添加剂制备的钙钛矿薄膜，质量得到提高。器件结构：FTO/SnO2-TiCl4处理后/CsPbBr3/PCBM/碳电极，所用富勒烯衍生物PCBM仅用于图7的sclc缺陷态测试。
由于器件内部缺陷态的减少，电池内部复合点相应减少，这意味着较小的电流损耗。正如图8所示，对比例的电池器件在暗环境下具有非常高的电流损耗，比实施例三的电池器件高一个数量；同时器件的分流电阻比使用添加剂的器件高一个数量级以上。
由以上实施例可知，本发明实施例主要通过将挥发性添加剂NH4Br引入到PbBr2前驱体薄膜中，调控PbBr2薄膜的孔隙率，从而调节了转变为CsPbBr3的薄膜的残余应力。NH4Br的引入可以与基底(TiOxCl4-2x)共同调控钙钛矿晶体生长，提高钙钛矿的光吸收强度，降低缺陷态密度。而且NH4Br在制备CsPbBr3过程中，在270℃加热下会沿面外方向挥发，进一步减少钙钛矿的残余应力，进而得到具有低缺陷密度、增强的光吸收强度、稳定性更好的钙钛矿太阳能电池(PSCs)。
对于SnO2作为基底，旋涂的PbBr2薄膜孔隙率较低，而PbBr2转变为CsPbBr3，体积膨胀后会导致薄膜内存在较大残余应力。经TiCl4处理后的SnO2作为电子传输层(ETL)可以在ETL/钙钛矿界面处设置中间能级，但PbBr2/DMF溶液对处理后的ETL浸润性较差，制备的PbBr2薄膜孔隙率较高，因此，本发明通过引入一种挥发性添加剂调节PbBr2薄膜的孔隙率，实现钙钛矿晶粒生长过程中精确的应力调控，抑制残余应力带来的晶格畸变，实现高效率器件的载流子传输，提高钙钛矿薄膜的吸光强度，获得高质量的全无机CsPbBr3钙钛矿薄膜。本发明实施例获得了1.681V的超高开路电压，实现了10.02％的光电转换效率，是CsPbBr3钙钛矿太阳能电池中报告的最高Voc之一。本发明研究结果为调控钙钛矿薄膜残余应力，以及制备具有超高Voc的优良CsPbBr3PSC提供了新思路。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种挥发性添加剂释放残余应力制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、提供四氯化钛处理后的氧化锡基层；
S2、在所述氧化锡基层上涂覆前驱体溶液，通过90～110℃退火处理形成前驱体膜层，所述前驱体溶液由溴化铅、添加剂和DMF组成，所述添加剂为溴化铵，所述溴化铵与溴化铅的摩尔比为0.8～8：100；
S3、将溴化铯涂覆于所述前驱体膜层表面，然后于260～280℃退火得到钙钛矿薄膜，组装得到CsPbBr3钙钛矿太阳能电池。
2.根据权利要求1所述制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S1具体包括：通过湿法SnO2加热制备FTO/SnO2基底；将所述基底的SnO2表面与四氯化钛水溶液接触，进行加热，得到四氯化钛处理后的氧化锡基层。
3.根据权利要求2所述制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S1中，所述湿法SnO2加热的温度为150～170℃。
4.根据权利要求2所述制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S1中，将制备的FTO/SnO2基底浸泡在四氯化钛水溶液中，进行加热的温度为70～80℃，浸泡至少30min；所述四氯化钛水溶液的浓度为0.04～0.05M。
5.根据权利要求1-4任一项所述制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S2中，所述前驱体溶液按照以下方式配制得到：将溴化铅和溴化铵溶于DMF中，60～70℃加热搅拌，得到前驱体溶液。
6.根据权利要求5所述制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S2中，所述溴化铵与溴化铅的摩尔比为1～7：100。
7.根据权利要求5所述制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S2中的涂覆和步骤S3中的涂覆均为旋涂方式；步骤S3采用1mol/L溴化铯水溶液进行旋涂，溴化铯水溶液停留时间为15～25s。
8.根据权利要求7所述制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S3中，所述退火的温度为265～275℃，时间为10～20min；所述钙钛矿薄膜的厚度为540～560nm。
9.根据权利要求1-4任一项所述制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述钙钛矿薄膜结合碳电极组装得到CsPbBr3钙钛矿太阳能电池。
10.根据权利要求9所述的制备高开路电压的钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，所述碳电极通过刮涂加热导电碳浆料形成，厚度为13～20μm。
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