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专利号: 2018116205029
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种掺杂有功能添加剂的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,清洗导电玻璃衬底;

步骤2,在清洗后的导电玻璃衬底上制备电子传输层;

步骤3,将五氟化铌粉末溶解在DMF和DMSO的混合溶液中,搅拌后制得五氟化铌浓度为

0.5~10mg/mL的五氟化铌溶液;

步骤4,通过步骤3制得的五氟化铌溶液制备含有五氟化铌添加剂的钙钛矿前驱体溶液,其中五氟化铌添加剂的浓度为0.8~1.4mol/L;

步骤5,将步骤4制得的钙钛矿前驱体溶液通过旋涂法涂布在电子传输层上,制得钙钛矿吸收层;

步骤6,在钙钛矿吸收层上制备空穴传输层;

步骤7,在空穴传输层上蒸镀电极。

2.根据权利要求1所述的一种掺杂有功能添加剂的钙钛矿太阳电池的制备方法,其特征在于,步骤1中,清洗导电玻璃衬底的步骤为:将导电玻璃衬底依次在丙酮、异丙醇和乙醇中超声清洗各5~30min,氮气吹干得到清洗后的导电玻璃衬底。

3.根据权利要求1所述的一种掺杂有功能添加剂的钙钛矿太阳电池的制备方法,其特征在于,步骤2中,在导电玻璃衬底上制备电子传输层的方法为水浴沉淀法、旋涂、刮涂、丝网印刷、原子层沉积或者物理气相沉积法中的任一种。

4.根据权利要求1所述的一种掺杂有功能添加剂的钙钛矿太阳电池的制备方法,其特征在于,步骤2中,电子传输层的材料采用TiO2、ZnO、SnO2、Nb2O5、In2O3、Zn2SnO4、PC60BM、PC70BM和C60中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种掺杂有功能添加剂的钙钛矿太阳电池的制备方法,其特征在于,步骤3中,DMF和DMSO的混合溶液中,DMF和DMSO的混合体积比为(4~8):1;将五氟化铌粉末加入在DMF和DMSO的混合溶液中后搅拌,搅拌温度为30~60℃,搅拌时间>2h。

6.根据权利要求1所述的一种掺杂有功能添加剂的钙钛矿太阳电池的制备方法,其特征在于,步骤4中,含有五氟化铌添加剂的钙钛矿前驱体溶液的制备过程包括以下步骤:按‑ ‑ ‑照摩尔比0.85:0.15混合NH2CHNH2X和CH3NH3X,其中,X为Cl 、Br或I ,制得混合物E;按照摩

2+ 4+ 2+ ‑ ‑ ‑

尔比1:1混合混合物E和BX,制得混合物F;其中,BX中B为Pb 、Ge 或Sn ,X为Cl、Br或I ;将混合物F加入到步骤3制得的五氟化铌溶液中,搅拌后制得含有五氟化铌添加剂的钙钛矿前驱体溶液。

7.根据权利要求1所述的一种掺杂有功能添加剂的钙钛矿太阳电池的制备方法,其特征在于,步骤5中,旋涂法分为两个阶段:第一阶段转速为500~1500rpm/s,旋涂时间为5~

20s;第二阶段转速为2000~5000rpm/s,旋涂时间为30~50s,第二阶段在10~20s时滴加

100~300ul氯苯;旋涂后退火处理,退火温度为100~200℃,退火时间为5~30min,制得钙钛矿吸收层。

8.根据权利要求1所述的一种掺杂有功能添加剂的钙钛矿太阳电池的制备方法,其特征在于,步骤6中,通过旋涂法在钙钛矿吸收层上制备空穴传输层,其中旋涂转速为1000~

2000rpm/s,旋涂时间为40~60s;旋涂后进行退火,退火温度为90~200℃,退火时间为10~

20min,退火后制得空穴传输层。

9.根据权利要求1所述的一种掺杂有功能添加剂的钙钛矿太阳电池的制备方法,其特征在于,步骤6中,空穴传输层的材料采用Spiro‑OMeTAD溶液、PEDOT:PSS、P3HT、PTAA、硫氰酸亚铜或氧化镍。

10.一种通过权利要求1‑9任意一项制备方法制得的掺杂有功能添加剂的钙钛矿太阳电池,其特征在于,所述掺杂有功能添加剂的钙钛矿太阳电池从下至上依次为导电玻璃衬底(1)、电子传输层(2)、钙钛矿吸收层(3)、空穴传输层(4)和金属电极(5);钙钛矿吸收层+(3)中含有五氟化铌添加剂,钙钛矿吸收层为ABX3钙钛矿晶体,其中A为CH3NH3、H2N‑CH=NH2+ 2+ 4+ 2+ ‑ ‑ ‑,B为Pb 、Ge 或Sn ;X为Cl、Br或I。