i-xPbI3-yBrpMAxFAi-xPbI3-yClpMAxFAi- xPbBr3-yCly(X:0~1;Y:0~3)等吸光层中的一 种;所述空穴传输层6可选自Spir〇-0MeTAD、P3HT等空穴传输层中的一种;所述对电极7可选 自Ag电极、Au电极、复合碳浆电极、复合银浆电极等中的一种。
[0036]以下给出具体实施例。
[0037] 实施例1
[0038] (1)取干燥的DMF，通入干燥甲胺气体，配制成碱性饱和甲胺DMF溶液，溶液置于通 风干燥且阴凉处保存备用。
[0039] (2)称取MAPbI3钙钛矿晶体，加入步骤（1)所配制的碱性饱和甲胺DMF溶液，超声或 搅拌至完全溶解，配制成一步法钙钛矿碱性溶液，密封保存。
[0040] (3)将步骤(2)中制得的一步法钙钛矿碱性溶液以涂布于钙钛矿电池介孔层上，热 退火处理，制成厚度大、晶体致密且无孔洞、针眼的钙钛矿晶体薄膜，经丝网印刷复合碳电 极制成钙钛矿太阳能电池。所制得的电池效率参见表1。
[0041 ] 实施例2
[0042] (1)取干燥的DMF，通入干燥甲胺气体，配制成碱性饱和甲胺DMF溶液，溶液置于通 风干燥且阴凉处保存备用。
[0043] (2)称取MAPbI3钙钛矿晶体，加入步骤（1)所配制的碱性饱和甲胺DMF溶液，超声或 搅拌至完全溶解，配制成一步法甲胺铅碘钙钛矿碱性溶液，密封保存。
[0044] (3)将步骤(2)中制得的一步法钙钛矿碱性溶液以涂布于钙钛矿电池介孔层上，热 退火处理，制成厚度大、晶体致密且无孔洞、针眼的钙钛矿晶体薄膜，再涂布一层Spiro-OMeTAD空穴传输层，最后蒸镀一定厚度的M0O3和Ag电极，制成碘甲胺|丐钛矿太阳能电池。所 制得的电池效率参见表1。
[0045] 实施例3
[0046] (1)取干燥的DMS0，通入干燥甲胺气体，配制成碱性饱和甲胺DMS0溶液，溶液置于 通风干燥且阴凉处保存备用。
[0047] (2)称取MAPbBr3钙钛矿晶体，加入步骤（1)所配制的碱性饱和甲胺DMS0溶液，超声 或搅拌至完全溶解，配制成一步法溴甲胺钙钛矿碱性溶液，密封保存。
[0048] (3)将步骤(2)中制得的一步法钙钛矿碱性溶液以涂布于钙钛矿电池介孔层上，热 退火处理，制成厚度高、晶体致密且无孔洞、针眼的钙钛矿晶体薄膜，经丝网印刷复合碳电 极制成钙溴甲胺钛矿太阳能电池。所制得的电池效率参见表1。
[0049] 实施例4
[0050] (1)取干燥的DMF，加入干燥三乙胺，配制成碱性的饱和三乙胺DMF溶液，溶液置于 通风干燥且阴凉处保存备用。
[0051 ] (2)称取FAPbI3钙钛矿晶体，加入步骤（1)所配制的碱性饱和三乙胺DMF溶液，超声 或搅拌至完全溶解，配制成一步法甲脒铅碘钙钛矿碱性溶液，密封保存。
[0052] (3)将步骤(2)中制得的一步法钙钛矿碱性溶液以涂布于钙钛矿电池介孔层上，热 退火处理，制成厚度高、晶体致密且无孔洞、针眼的钙钛矿晶体薄膜，再涂布一层Spiro-OMeTAD空穴传输层，最后蒸镀一定厚度的M0O3和Ag电极，制成碘甲脒|丐钛矿太阳能电池。所 制得的电池效率参见表1。
[0053] 实施例5
[0054] (1)取干燥的DMF，加入干燥三乙胺，配制成碱性饱和甲胺DMF溶液，溶液置于通风 干燥且阴凉处保存备用。
[0055] (2)称取FAPbI3钙钛矿晶体，加入步骤（1)所配制的碱性饱和三乙胺DMF溶液，超声 或搅拌至完全溶解，配制成一步法甲脒铅碘钙钛矿碱性溶液，密封保存。
[0056] (3)将步骤(2)中制得的一步法钙钛矿碱性溶液以涂布于钙钛矿电池介孔层上，热 退火处理，制成厚度高、晶体致密且无孔洞、针眼的钙钛矿晶体薄膜，再涂布一层Spiro-OMeTAD空穴传输层，最后蒸镀一定厚度的M0O3和Ag电极，制成碘甲脒|丐钛矿太阳能电池。所 制得的电池效率参见表1。
[0057] 实施例6
[0058] (1)取干燥的DMS0，加入干燥三乙胺，配制成碱性的饱和三乙胺DMS0溶液，溶液治 愈通风干燥且阴凉处保存备用。
[0059] (2)称取FAPbBr3钙钛矿晶体，加入步骤（1)所配制的碱性饱和三乙胺DMS0溶液，超 声或搅拌至完全溶解，配制成一步法溴甲脒钙钛矿碱性溶液，密封保存。
[0060] (3)将步骤(2)中制得的一步法钙钛矿碱性溶液以涂布于钙钛矿电池介孔层上，热 退火处理，制成厚度高、晶体致密且无孔洞、针眼的钙钛矿晶体薄膜，经丝网印刷复合碳电 极制成钙溴甲脒钛矿太阳能电池。所制得的电池效率参见表1。
[0061 ] 实施例7
[0062] (1)称取MAPbI3钙钛矿晶体，加入干燥DMF溶液，超声或搅拌至完全溶解，配制成一 步法钙钛矿溶液，密封保存。
[0063] (2)将步骤(1)中制得的一步法钙钛矿溶液以涂布于钙钛矿电池介孔层上，热退火 处理，制成厚度大、晶体致密且无孔洞、针眼的钙钛矿晶体薄膜，经丝网印刷复合碳电极制 成钙钛矿太阳能电池。所制得的电池效率参见表1。
[0064] 实施例8
[0065] (1)称取MAPbI3钙钛矿晶体，加入干燥DMF溶液，超声或搅拌至完全溶解，配制成一 步法钙钛矿溶液，密封保存。
[0066] (2)将步骤(1)中制得的一步法钙钛矿溶液以涂布于钙钛矿电池介孔层上，热退火 处理，制成厚度大、晶体致密且无孔洞、针眼的钙钛矿晶体薄膜，再涂布一层Spiro-OMeTAD 空穴传输层，最后蒸镀一定厚度的Mo03和Ag电极，制成碘甲胺钙钛矿太阳能电池。所制得的 电池效率参见表1。
[0067] 表 1
[0068]
[0069]表1给出实施例1~8所制得的钙钛矿太阳能电池的效率。
【主权项】
1. 一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于其为叠层结构，从下至上依次设有基底、透明电 极、致密电子传输层、介孔层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极。2. 如权利要求1所述一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于所述基底选自透明玻璃基底、 PET塑料基底、PEN塑料蒸镀ITO基底、PEN塑料蒸镀FTO基底、PEN塑料蒸镀AZO基底、PEN塑料 溅射I TO基底、PEN塑料溅射FTO基底、PEN塑料溅射AZO基底中的一种;所述透明电极可选自 IT0、FT0和AZ0透明导电电极中的一种;所述致密电子传输层可选自Ti〇2、ZnO电子传输层中 的一种;所述介孔层可选自Ti〇2、Si〇2、Al2〇3介孔层中的一种;所述|丐钛矿吸光层可米用具 有钙钛矿结构的薄膜晶体材料吸光层，钙钛矿吸光层 xPbI3-yCly、MAxFAi- xPbBr3-yCly (X: 0~1; Y: 0~3)吸光层中的一种；所述空穴传输层可选自 Spir〇-0MeTAD、P3HT空穴传输层中的一种;所述对电极可选自Ag电极、Au电极、复合碳楽;电 极、复合银浆电极中的一种。3. 如权利要求1所述一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于所述透明电极厚度为500~ lOOOnm;所述电子传输层厚度为10~50nm;所述介孔层厚度为100~300nm;所述妈钛矿吸光 层厚度为300~lOOOnm;所述空穴传输层厚度为300~600nm;所述对电极厚度为0· 1~20μηι〇4. 如权利要求1所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 在基底上蒸镀或溅射透明电极； 2) 在步骤1)所得的透明电极上涂分散液，烧结后，制成电子传输层； 3) 在步骤2)所得的电子传输层上涂分散液，烧结后，制成介孔层； 4) 在步骤3)所得的介孔层上涂布一步法钙钛矿碱性溶液，退火后，制备成钙钛矿晶体 薄膜； 5) 在步骤4)所得钙钛矿晶体薄膜上制备对电极，制得钙钛矿太阳能电池。5. 如权利要求4所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述 涂分散液采用旋涂或涂布的方法涂分散液。6. 如权利要求4所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述 分散液选自Ti02、Zn0中的一种;所述烧结的条件可为100~500°C烧结10~30min。7. 如权利要求4所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述 涂分散液采用旋涂或涂布的方法涂分散液，所述分散液可选自Ti0 2、Si02、ai2〇3中的一种； 所述烧结的条件可为100~500°C烧结10~30min。8. 如权利要求4所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述 涂布采用旋涂、喷涂、刮涂、夹缝式挤压型涂布中的一种;所述一步法钙钛矿碱性溶液的摩 尔浓度可为1~3mol/L。9. 如权利要求4所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述 一步法钙钛矿碱性溶液包括碱性溶液和钙钛矿晶体;所述碱性溶液包括溶剂和碱性物质； 所述溶剂可选自〇1^、01^0、丫-丁内酯中的一种;所述碱性物质可选自氨气、甲胺、乙胺、三 乙胺中的一种;所述钙钛矿晶体可选自 MAxFAi-xPbI3-yBrpMAxFAi-xPbI3-yCl^MAxFAi- xPbBr3- yCly材料中的一种，其中，X:0~1;Y:0~3;所述退火的条件可经60~100°C退火10~30min; 所述介孔层可采用其他成膜基底。10. 如权利要求4所述一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤5)中，所 述制备采用蒸镀Ag对电极、蒸镀Au对电极、以丝印方式涂布复合碳浆电极、以丝印方式涂布 复合银浆对电极、以刮涂方式涂布复合碳浆电极、以刮涂方式涂布复合银浆对电极中的一 种方式制备。
【专利摘要】一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，涉及太阳能电池。所述钙钛矿太阳能电池为叠层结构，从下至上依次设有基底、透明电极、致密电子传输层、介孔层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极。制备方法：在基底上蒸镀或溅射透明电极；在透明电极上涂分散液，烧结后，制成电子传输层；在电子传输层上涂分散液，烧结后，制成介孔层；在介孔层上涂布一步法钙钛矿碱性溶液，退火后，制备成钙钛矿晶体薄膜；在钙钛矿晶体薄膜上制备对电极，制得钙钛矿太阳能电池。制备的钙钛矿薄膜晶体厚度高且致密，完全消除孔洞、针眼等现象，且钙钛矿优质成膜重现性非常良好，大大提高钙钛矿电池的稳定性和光电转换效率。
【IPC分类】H01L51/44, H01L51/48, H01L51/42
【公开号】CN105514280
【申请号】CN201610054579
【发明人】范利生, 田清勇, 王佳冬, 陈加坡, 瞿光胤, 范斌
【申请人】厦门惟华光能有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月27日