CN117241638A - 一种钙钛矿太阳电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钙钛矿太阳电池及其制备方法，涉及太阳能光伏技术领域，为添加剂同时稳定前驱体溶液和调控结晶动力学的钙钛矿太阳电池制备方法为。该钙钛矿太阳电池中通过钙钛矿前驱体溶液旋涂在电子传输层上，钙钛矿前驱体溶液中加入有TFFH，TFFH可以稳定前驱体溶液，同时调节结晶动力学，获得高性能的FAPbI3基钙钛矿室内光伏。前驱体溶液的稳定和结晶动力学的调控，保证了钙钛矿晶粒尺寸更大，晶体取向更好，钙钛矿薄膜缺陷更少，以及完整太阳能电池中更有效的电荷提取。该方法提高了电池器件的光电转化效率和可重复性，这为实现高性能、稳定的室内光伏器件的提供了一条有效的途径。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏技术领域，具体涉及一种钙钛矿太阳电池及其制备方法。
背景技术
有机-无机金属卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其优异的光电性能以及相对简单和低成本的溶液加工而备受关注。PSCs的功率转换效率发展迅速，目前已达到26.1％，然而，重复性差仍然是商业化的主要瓶颈，因为它需要使用高度稳定的前体溶液进行工业高通量生产。
研究发现，前驱体溶液中的I-离子随着老化时间的推移容易被氧化成I0，导致光伏效率和再现性显著降低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种钙钛矿太阳电池及其制备方法，以解决现有技术中前驱体溶液中的I-离子随着老化时间的推移很容易被氧化成I0，
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，在FTO玻璃基底上制备TiO2电子传输层；
步骤2，在TiO2电子传输层上旋涂钙钛矿前驱体溶液，获得FAPbI3钙钛矿吸收层；所述钙钛矿前驱体溶液的溶质为PbI2和FAI，溶剂为DMSO和DMF的混合溶剂，钙钛矿前驱体溶液中添加有浓度为0.5～2mg/mL的TFFH；
步骤3，在钙钛矿吸收层上制备后处理层；
步骤4，在后处理层上制备空穴传输层上；
步骤5，在空穴传输层上制备金属电极。
本发明的进一步改进在于：
优选的，钙钛矿前驱体溶液中溶质的浓度为1.5M。
优选的，钙钛矿前驱体溶液中PbI2、FAI的摩尔比为1：1。
优选的，钙钛矿前驱体溶液中加入有MACl，MACl的质量浓度为35％。
优选的，钙钛矿前驱体溶液的旋涂转速为6000rpm，旋涂时间为30s。
优选的，旋涂钙钛矿前驱体溶液后，进行退火处理。
优选的，退火温度为100～150℃，退火时间为10～30min。
优选的，后处理层为通过将PEAI和IPA混合溶液旋涂在钙钛矿吸收层上制备获得。
优选的，后处理层的旋涂转速为5000rpm，旋涂时间为30s。
一种通过上述任意一项制备方法制得的钙钛矿太阳电池，包括从下到上依次堆叠的FTO玻璃基底、TiO2电子传输层、钙钛矿吸收层、后处理层、空穴传输层和金属电极；所述钙钛矿吸收层为FAPbI3，钙钛矿吸收层中含有TFFH。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种钙钛矿太阳电池的制备方法，涉及太阳能光伏技术领域，为添加剂同时稳定前驱体溶液和调控结晶动力学的钙钛矿太阳电池制备方法为。该钙钛矿太阳电池中通过钙钛矿前驱体溶液旋涂在电子传输层上，钙钛矿前驱体溶液中加入有TFFH，TFFH添加剂来稳定前驱体溶液，同时改善高性能FAPbI3基钙钛矿室内光伏的结晶动力学。[F-(CH3)4CN2]+阳离子通过抑制I-氧化和同时将新生成的I0还原为I-来稳定前驱体溶液，PF6 -阴离子与Pb-I框架强烈相互作用，钝化欠配位的Pb2+。没有被配位Pb2+被钝化，通过原位表征手段展示了钙钛矿结晶动力学延长，在此过程中，在强FA+···TFFH···Pb-I相互作用的存在下实现了原位缺陷钝化。前驱体溶液和结晶动力学的同步调节，保证了钙钛矿晶粒尺寸更大，晶体取向更好，钙钛矿薄膜缺陷更少，以及完整太阳能电池中更有效的电荷提取。该方法提高了电池器件的光电转化效率和可重复性，这为实现高性能、稳定的室内光伏器件的提供了一条有效的途径。
本发明还公开了添加剂同时稳定前驱体溶液和调控结晶动力学的钙钛矿太阳电池。利用一种TFFH添加剂，同时稳定前驱体溶液和调节结晶动力学，使得钙钛矿晶粒尺寸更大、晶体取向更好、薄膜缺陷更少，提高了电池器件的光电转化效率和可重复性，钙钛矿太阳电池首次选用TFFH作为添加剂，并最终在标准光强下获得了24.62％的光电转化效率和42.43％室内光伏效率。
附图说明
图1为AM 1.5G光强下本发明实例中所述方法与对比例中制备的钙钛矿太阳电池电池电流-电压曲线对比图。
图2为1002lux光强下本发明实例中所述方法与对比例中制备的钙钛矿太阳电池电池电流-电压曲线对比图。
图3为本发明实例中所述方法与对比例中制备的钙钛矿太阳电池外量子效率对比图。
图4为本发明实例中所述方法与对比例中制备的钙钛矿薄膜扫描电子显微镜对比图；图4(a)为对比例和实例中制备的钙钛矿薄膜的平面扫描电镜图；图4(b)为对比例和实例中制备的钙钛矿薄膜的截面扫描电镜图。
图5为本发明实例中所述方法与对比例中制备的钙钛矿薄膜紫外吸收对比图和稳态荧光对比图。
图6为本发明实例中所述方法与对比例中制备的钙钛矿薄膜荧光寿命对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细描述：
本发明一种钙钛矿太阳电池的制备方法其特征包括如下步骤，
步骤1，配制钙钛矿前驱液：在手套箱中称取PbI2、FAI、MACl和TFFH加入DMSO和DMF混合溶剂，其中TFFH为氟-N,N,N',N'-四甲基甲脒六氟磷酸盐的缩写，化学式为F-(CH3)4CN2PF6，且PbI2、FAI的摩尔比为1：1，MACl在钙钛矿前驱体溶液中的浓度为30.2％，能够促进PbI2和FAI的反应，生成钙钛矿；TFFH的含量为0.5～2mg/mL；将混合后的溶液置于60℃下N2环境下搅拌6小时以上，然后以0.45μm孔径的聚四氟乙烯过滤膜过滤得到澄清的钙钛矿溶液备用。
步骤2，清洗FTO玻璃基底：选取掺杂氟的SnO2(FTO)透明导电玻璃(2.5*2.5cm2)，依次使用丙酮、异丙醇、乙醇和超纯水超声清洗各30分钟，吹干，紫外臭氧处理待用；
步骤3，化学沉积法制备TiO2电子传输层：
将FTO衬底用高温胶带留出电极固定在培养皿中；
将TiCl4溶液按体积比TiCl4:H2O＝0.0225:1逐滴加入到冰水混合物中，保证稀释过程的反应温度始终为0℃，并将稀释后的前驱液倒入培养皿中淹没FTO玻璃；之后将培养皿放置在电热鼓风干燥箱中70℃恒温反应50～60分钟，取出后用水和乙醇冲洗，之后用180～200℃进行退火处理20～30分钟，并使用紫外臭氧处理5～10分钟，得到致密的TiO2薄膜，作为器件的电子传输层。
步骤4，旋涂制备钙钛矿薄膜；
首先，移取60～70μL钙钛矿前驱液，均匀涂布在TiO2衬底上；旋涂工艺为6000rpm，30s；在距离结束还剩20～25s时，滴加500～1000μL无水乙醚在基底表面，得到钙钛矿薄膜并进行退火处理，退火条件为100～150℃，10～30分钟。
步骤5，制备后处理层；
将退火后的钙钛矿薄膜降至室温，将PEAI和IPA的混合溶液以5000rpm旋涂30s，在上述制备得到的钙钛矿薄膜上得到后处理层，备用。PEAI和IPA的混合溶液中用量为50～100μL，PEAI为溶质，IPA为溶剂，PEAI的浓度为5mg/mL。
步骤6，制备空穴传输层；
在0.45mg/ml Spiro-OMeTAD的氯苯溶液中加入22μL预先配置的Li-TFSI溶液(520mg/mL)以及36μL tBP溶液，常温避光搅拌5～6h，然后以0.45μm孔径的聚四氟乙烯过滤膜过滤，得到Spiro-OMeTAD溶液；将退火后的钙钛矿薄膜降至室温，以5000rpm，30s的转速将Spiro-OMeTAD溶液旋涂在经过后处理的钙钛矿基底上，得到空穴传输层，避光干燥保存5～6小时。
步骤7，Au电极蒸镀：将氧化好的薄膜转入蒸发舱室内，使用热蒸发法蒸镀100～120nm厚的Au电极，掩膜版的电池有效面积为0.09cm2。
步骤8，电池器件光电转化效率测试：在室温下，使用Keithley公司2400型号的太阳光模拟器，在光强为100mW/cm2(AM 1.5G)条件下进行电池效率测试，扫描速率为0.3～0.4V/s，延迟时间为10～50ms，扫描的步宽为0.01～0.02V。
本发明采用旋涂法制备钙钛矿太阳电池，器件的结构依次为FTO衬底、TiO2电子传输层、钙钛矿吸收层FAPbI3、PEAI后处理层、Spiro-OMeTAD和Au电极。钙钛矿吸收层中有TFFH存在于钙钛矿吸收层表面，或者是存在于钙钛矿吸收层晶粒的界面处，该方法通过同时稳定前驱体溶液和调节结晶动力学，使得钙钛矿晶粒尺寸更大、晶体取向更好、薄膜缺陷更少，有利于进一步提升钙钛矿电池器件的性能。
对比例1
本对比例所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：
钙钛矿前驱液的制备：钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
致密型TiO2电子传输层的制备：将TiCl4溶液按体积比TiCl4:H2O＝0.0225:1逐滴加入到冰水混合物中，保证稀释过程的反应温度始终为0℃，并将稀释后的前驱液倒入培养皿中淹没FTO玻璃；之后将培养皿放置在电热鼓风干燥箱中70℃恒温反应60分钟，取出后用水和乙醇冲洗，之后用200℃进行退火处理30分钟，并使用紫外臭氧处理10分钟，得到致密的TiO2薄膜，作为器件的电子传输层。
钙钛矿吸收层的制备：首先，移取70μl钙钛矿前驱液，均匀涂布在TiO2衬底上；旋涂工艺为6000rpm，30s；在距离结束还剩20s时，滴加1000μL无水乙醚在基底表面，得到钙钛矿薄膜并进行退火处理，退火条件为150℃，10分钟。
制备后处理层：将退火后的钙钛矿薄膜降至室温，将PEAI/IPA溶液以5000rpm，30s的转速旋涂在上述制备得到的钙钛矿薄膜上，备用。
空穴传输层的制备，在0.45mg/ml Spiro-OMeTAD的氯苯溶液中加入22μL预先配置的Li-TFSI溶液(520mg/mL)以及36μL tBP溶液，常温避光搅拌6h，然后以0.45μm孔径的聚四氟乙烯过滤膜过滤，得到Spiro-OMeTAD溶液；将退火后的钙钛矿薄膜降至室温，以5000rpm，30s的转速将Spiro-OMeTAD溶液旋涂在钙钛矿基底上，得到空穴传输层，避光干燥保存6小时。
Au电极蒸镀：Au电极蒸镀：将氧化好的薄膜转入蒸发舱室内，使用热蒸发法蒸镀100nm厚的Au电极，掩膜版的电池有效面积为0.09cm2。
所得钙钛矿太阳电池的光电转换效率为23.34％。
实施例1
本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：
钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1且FTTH为1.0mg/mL的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
致密型TiO2电子传输层的制备：将TiCl4溶液按体积比TiCl4:H2O＝0.0225:1逐滴加入到冰水混合物中，保证稀释过程的反应温度始终为0℃，并将稀释后的前驱液倒入培养皿中淹没FTO玻璃；之后将培养皿放置在电热鼓风干燥箱中70℃恒温反应60分钟左右，取出后用水和乙醇冲洗，之后用200℃进行退火处理30分钟，并使用紫外臭氧处理10分钟，得到致密的TiO2薄膜，作为器件的电子传输层。
钙钛矿吸收层的制备：首先，移取70μl钙钛矿前驱液，均匀涂布在TiO2衬底上；旋涂工艺为6000rpm，30s；在距离结束还剩20s时，滴加1000μL无水乙醚在基底表面，得到钙钛矿薄膜并进行退火处理，退火条件为150℃，10分钟。
制备后处理层：将退火后的钙钛矿薄膜降至室温，将PEAI/IPA溶液以5000rpm，30s的转速旋涂在上述制备得到的钙钛矿薄膜上，备用。
空穴传输层的制备，在0.45mg/ml Spiro-OMeTAD的氯苯溶液中加入22μL预先配置的Li-TFSI溶液(520mg/mL)以及36μL tBP溶液，常温避光搅拌6h，然后以0.45μm孔径的聚四氟乙烯过滤膜过滤，得到Spiro-OMeTAD溶液；将退火后的钙钛矿薄膜降至室温，以5000rpm，30s的转速将Spiro-OMeTAD溶液旋涂在钙钛矿基底上，得到空穴传输层，避光干燥保存5～6小时。
Au电极蒸镀：Au电极蒸镀：将氧化好的薄膜转入蒸发舱室内，使用热蒸发法蒸镀100nm厚的Au电极，掩膜版的电池有效面积为0.09cm2。
如图1，2所示，与对比例相比，实施例在强光和弱光条件下的性能明显提高；从图3器件的外量子效率(EQE)曲线中，看到薄膜的吸收边没有发生变化，与图5的紫外吸收光谱结果保持一致。由EQE曲线积分得到的对比例和实施例的积分电流分别为25.17mA cm-2和25.55mA cm-2，这与测试时的电流密度相符，说明器件所测的电流密度是可靠的。采用冷场扫描电子显微镜(SEM)观察了薄膜的表面和截面。从图4(a)中可以看出在对比例中晶粒大小不一、错乱排列生长；TFFH引入后，实施例的晶粒分布更加均匀，晶粒统计分布如插图所示，尺寸明显变大，经统计，平均粒径由0.63μm变为0.98μm。除此以外，图4(b)的截面图中可以清晰的看到实施例薄膜的晶粒大小远远大于对比例，由此说明TFFH能够促进钙钛矿薄膜晶粒的生长，增大晶粒尺寸，减少晶界。
给出了对比例和实施例薄膜的紫外可见吸收(Vis-uv)光谱以及稳态光致发光(PL)，如图5所示，从图中可以得到，对比例与实施例的光吸收曲线走向一致，基本没有变化。相似的吸收曲线表明，TFFH的引入不会影响钙钛矿的光吸收，实质上表明引入TFFH与否对于钙钛矿薄膜光学带隙的影响可以忽略不计。与对比例相比，实施例的薄膜发光强度有所提高，表明钙钛矿薄膜内部的非辐射复合在很大程度上得到了抑制。图6显示了对比例和实施例薄膜在峰值发射波长下测量的光致发光时间分辨荧光(TRPL)光谱,展示了薄膜的光生载流子寿命。结果表明，实施例比对比例薄膜的平均载流子寿命明显增长，这表明优化后的钙钛矿中复合速度慢，缺陷较少。PL强度和载流子寿命的增强证实，TFFH可以有效抑制非辐射复合，并延长薄膜的载流子寿命。
实施例2
本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：
钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1且FTTH为0.5mg/mL的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
其他步骤与实施例1相同。
实施例3
本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：
钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1且FTTH为1.5mg/mL的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
其他步骤与实施例1相同。
实施例4
本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：
钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1且FTTH为2.0mg/mL的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
其他步骤与实施例1相同。
实施例5
本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1且FTTH为1.0mg/mL的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
钙钛矿吸收层的制备：首先，移取70μl钙钛矿前驱液，均匀涂布在TiO2衬底上；旋涂工艺为6000rpm，30s；在距离结束还剩20s时，滴加1000μL无水乙醚在基底表面，得到钙钛矿薄膜并进行退火处理，退火条件为100℃，10分钟。
其他步骤与实施例1相同。
实施例6
本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：
钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1且FTTH为1.0mg/mL的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
钙钛矿吸收层的制备：首先，移取70μl钙钛矿前驱液，均匀涂布在TiO2衬底上；旋涂工艺为6000rpm，30s；在距离结束还剩20s时，滴加1000μL无水乙醚在基底表面，得到钙钛矿薄膜并进行退火处理，退火条件为110℃，10分钟。
其他步骤与实施例1相同。
实施例7
本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：
钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1且FTTH为1.0mg/mL的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
钙钛矿吸收层的制备：首先，移取70μl钙钛矿前驱液，均匀涂布在TiO2衬底上；旋涂工艺为6000rpm，30s；在距离结束还剩20s时，滴加1000μL无水乙醚在基底表面，得到钙钛矿薄膜并进行退火处理，退火条件为120℃，30分钟。
其他步骤与实施例1相同。
实施例8
本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：
钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1且FTTH为1.0mg/mL的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
钙钛矿吸收层的制备：首先，移取70μl钙钛矿前驱液，均匀涂布在TiO2衬底上；旋涂工艺为6000rpm，30s；在距离结束还剩20s时，滴加1000μL无水乙醚在基底表面，得到钙钛矿薄膜并进行退火处理，退火条件为130℃，20分钟。
其他步骤与实施例1相同。
实施例9
本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：
钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1且FTTH为1.0mg/mL的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
钙钛矿吸收层的制备：首先，移取70μl钙钛矿前驱液，均匀涂布在TiO2衬底上；旋涂工艺为6000rpm，30s；在距离结束还剩20s时，滴加1000μL无水乙醚在基底表面，得到钙钛矿薄膜并进行退火处理，退火条件为140℃，10分钟。
其他步骤与实施例1相同。
实施例10
本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：
钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1且FTTH为1.0mg/mL的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
钙钛矿吸收层的制备：首先，移取70μl钙钛矿前驱液，均匀涂布在TiO2衬底上；旋涂工艺为6000rpm，30s；在距离结束还剩20s时，滴加1000μL无水乙醚在基底表面，得到钙钛矿薄膜并进行退火处理，退火条件为150℃，10分钟。
其他步骤与实施例1相同。
实施例11
本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：
钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1且FTTH为1.0mg/mL的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
钙钛矿吸收层的制备：首先，移取70μl钙钛矿前驱液，均匀涂布在TiO2衬底上；旋涂工艺为6000rpm，30s；在距离结束还剩20s时，滴加1000μL无水乙醚在基底表面，得到钙钛矿薄膜并进行退火处理，退火条件为150℃，20分钟。
其他步骤与实施例1相同。
实施例12
本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下制备步骤：
钙钛矿前驱液的制备：配制浓度为1.5M，溶质比与溶剂比分别为PbI2：FAI＝1:1，MACl为35％，DMF:DMSO＝4:1且FTTH为1.0mg/mL的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。
钙钛矿吸收层的制备：首先，移取70μl钙钛矿前驱液，均匀涂布在TiO2衬底上；旋涂工艺为6000rpm，30s；在距离结束还剩20s时，滴加1000μL无水乙醚在基底表面，得到钙钛矿薄膜并进行退火处理，退火条件为150℃，30分钟。
其他步骤与实施例1相同。
本发明涉及钙钛矿太阳电池器件，具体为一种钙钛矿太阳电池的制备方法。步骤1，钙钛矿前驱液的制备；步骤2，清洗FTO玻璃基底；步骤3，致密型TiO2电子传输层的制备；步骤4，钙钛矿吸收层的制备；步骤5：后处理层的制备；步骤6：Spiro-OMeTAD空穴传输层的制备；步骤7，Au电极蒸镀；步骤8，电池器件光电转化效率测试。同时稳定前驱体溶液和调节结晶动力学，使得钙钛矿晶粒尺寸更大、晶体取向更好、薄膜缺陷更少，提高了电池器件的光电转化效率和可重复性，这为实现高性能、稳定的室内光伏器件的提供了一条有效的途径。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在FTO玻璃基底上制备TiO2电子传输层；
步骤2，在TiO2电子传输层上旋涂钙钛矿前驱体溶液，获得FAPbI3钙钛矿吸收层；所述钙钛矿前驱体溶液的溶质为PbI2和FAI，溶剂为DMSO和DMF的混合溶剂，钙钛矿前驱体溶液中添加有浓度为0.5～2mg/mL的TFFH；
步骤3，在钙钛矿吸收层上制备后处理层；
步骤4，在后处理层上制备空穴传输层上；
步骤5，在空穴传输层上制备金属电极。
2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，钙钛矿前驱体溶液中溶质的浓度为1.5M。
3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，钙钛矿前驱体溶液中PbI2、FAI的摩尔比为1：1。
4.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，钙钛矿前驱体溶液中加入有MACl，MACl的质量浓度为35％。
5.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，钙钛矿前驱体溶液的旋涂转速为6000rpm，旋涂时间为30s。
6.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，旋涂钙钛矿前驱体溶液后，进行退火处理。
7.根据权利要求6所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，退火温度为100～150℃，退火时间为10～30min。
8.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，后处理层为通过将PEAI和IPA混合溶液旋涂在钙钛矿吸收层上制备获得。
9.根据权利要求8所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，后处理层的旋涂转速为5000rpm，旋涂时间为30s。
10.一种通过权利要求1-9任意一项制备方法制得的钙钛矿太阳电池，其特征在于，包括从下到上依次堆叠的FTO玻璃基底、TiO2电子传输层、钙钛矿吸收层、后处理层、空穴传输层和金属电极；所述钙钛矿吸收层为FAPbI3，钙钛矿吸收层中含有TFFH。
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| CN202311148996.6A CN117241638A (zh) | 2023-09-06 | 2023-09-06 | 一种钙钛矿太阳电池及其制备方法 |
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2023
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