【CN109841740A】一种基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910221097.1

(22)申请日 2019.03.22

(71)申请人 上海交通大学

地址 200240 上海市闵行区东川路800号

(72)发明人 沈文忠　王暾　丁东　刘洪　

(74)专利代理机构 上海旭诚知识产权代理有限

公司 31220

代理人 郑立

(51)Int.Cl.

H01L 51/42(2006.01)

H01L 51/48(2006.01)

(54)发明名称

一种基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳

电池的制备方法

(57)摘要

本发明公开了一种基于氧化镍空穴传输层

的钙钛矿太阳电池的制备方法，本发明的制备方

法，核心创新点在于，在空穴传输层制备步骤中，

加入紫外线臭氧表面处理工艺。本发明解决了旋

涂法制备的氧化镍空穴传输层的厚度不均匀且

极容易产生孔洞的问题，防止器件中钙钛矿薄膜

与透明电极直接接触而影响器件性能。相比掺杂

纳米粒子的对氧化镍薄膜进行改性处理的方法，

本方法制备得到的钙钛矿太阳电池更稳定，制备

出的器件个体间差异较小。权利要求书2页 说明书4页 附图2页CN 109841740 A 2019.06.04

C N 109841740

A

权　利　要　求　书1/2页CN 109841740 A

1.一种基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、导电玻璃基底预处理：将刻蚀过的导电玻璃基底在丙酮、异丙醇、乙醇和去离子水中超声清洗，取出后用氮气吹干，并用紫外臭氧清洗机处理表面；

步骤2、空穴传输层制备：采用电化学沉积法在所述导电玻璃基底上制备氧化镍薄膜，并将制备得到的样片放入紫外臭氧清洗机中曝光，然后放入马弗炉中加热；

步骤3、钙钛矿前驱体溶液制备与旋涂：将碘化铅和碘化甲基铵溶解在γ-丁内酯和二甲基亚砜的混合溶剂中，配制成钙钛矿前驱体溶液，在所述氧化镍薄膜上进行旋涂，得到钙钛矿薄膜；

步骤4、富勒烯衍生物溶液制备与旋涂：将富勒烯衍生物溶解在氯苯中配制成第一溶液，在所述钙钛矿薄膜上进行旋涂，得到富勒烯衍生物层；

步骤5、浴铜灵溶液制备与旋涂：将浴铜灵溶解在异丙醇中配制成第二溶液，在所述富勒烯衍生物层进行旋涂，得到浴铜灵层；

步骤6、银电极制备：在真空条件下，采用热蒸发镀膜工艺制备银电极。

2.如权利要求1所述的基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述导电玻璃采用ITO或FTO导电玻璃，在所述丙酮、异丙醇、乙醇和去离子水中超声清洗时间均为15分钟。

3.如权利要求1所述的基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述空穴传输层制备具体包括以下步骤：

步骤2.1、配制六水合硝酸镍水溶液，室温下进行搅拌，直至形成淡绿色的澄清溶液。之后将溶液通过水性过滤头进行过滤，去除杂质；

步骤2.2、将所述导电玻璃基底和同等面积的镍片平行插入所配制的所述六水合硝酸镍水溶液中；所述导电玻璃基底连接电化学工作站的工作电极、所述镍片连接对电极和参比电极；

步骤2.3、电化学工作站采用恒电流输出，输出电流为0.1mA/cm2，时间为90秒，得到样片；

步骤2.4、用去离子水冲洗所述样片；

步骤2.5、用氮气吹干样片。

4.如权利要求3所述的基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤2.1中，所述六水合硝酸镍水溶液的物质的量浓度为2mMol/L，在室温下搅拌的时间为1小时；所述水性过滤头的网格间距为0.45微米。

5.如权利要求3所述的基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤2.2中，所述导电玻璃基底和所述镍片之间的间隔为5厘米。

6.如权利要求4或权利要求5所述的基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述样片放入紫外臭氧清洗机中曝光的时间具体为5分钟，所述马弗炉中加热过程具体为，300℃加热2小时。

7.如权利要求6所述的基于氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述碘化铅和所述碘化甲基铵的摩尔比为1:1，所述γ-丁内酯和所述二甲基亚砜的体积比为7:3，得到的所述钙钛矿前驱体溶液浓度为1mMol/mL，在所述氧化镍薄膜

2