一种钙钛矿结构的太阳能电池及其制备方法

摘要

本发明涉及光伏电池，特别是涉及一种钙钛矿结构的太阳能电池及其制备方法。首先是在FTO导电玻璃上先沉积一层氧化钛或氧化锌n型致密层，然后再沉积氧化铝阻挡层，接着制备一层杂化钙钛矿结构CH3NH₃PbI₃，继续沉积氧化铝绝缘层，再然后沉积有机P型层，最后沉积金属电极层。其中，阻挡层和绝缘层包裹着钙钛矿CH3NH3PbI3形成三明治保护结构，有效提高钙钛矿电池的稳定性。

主权项

一种钙钛矿结构的太阳能电池的制备方法，所述太阳能电池从下至上由FTO导电玻璃层、n型致密层、阻挡层、杂化钙钛矿结构的CH₃NH₃PbI₃层、绝缘层、P型层和金属电极组成，阻挡层和绝缘层包裹着杂化钙钛矿结构的CH₃NH₃PbI₃形成三明治保护结构，其特征在于步骤如下：(1)n型致密层的制备在镀了掺氟氧化锡的玻璃(FTO)上，用原子层沉积(ALD)技术生长20‑30nm厚的致密的TiO₂或ZnO层作为n型层；(2)阻挡层的制备在n型致密层上利用ALD技术在150‑250℃生长1‑5nm厚的均匀致密的超薄Al₂O₃薄膜；(3)溶液法制备杂化钙钛矿层在手套箱中，将配制好的钙钛矿前驱体溶液旋涂在阻挡层上，然后在加热板上退火处理；(4)绝缘层的制备钙钛矿薄膜冷却到室温下后，通过ALD技术在50‑100℃低温下利用臭氧沉积均匀致密的超薄Al₂O₃薄膜，层厚为1‑5nm；利用臭氧和三甲基铝作为源的低温生长工艺为：腔室反应温度60‑80℃，通三甲基铝源时间400‑800ms，氮气清洗10‑30s，通臭氧400‑800ms，氮气清洗10‑30s，重复上述过程15‑70次；(5)P型层的制备在手套箱中，将事先配制好的spiro‑OMeTAD溶液旋涂到绝缘层上，控制旋速与spiro‑OMeTAD溶液的量，控制厚度在100nm，70℃环境烘20min后，过夜放置；(6)金属电极制备将准备好的基底迅速放入真空蒸发镀膜仪器中，真空度达1×10^‑3Pa，通过控制蒸发金属的量来控制蒸发银的厚度为100‑130nm。