柔性钙钛矿太阳能电池及其制备工艺
专利汇可以提供柔性钙钛矿太阳能电池及其制备工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种柔性 钙 钛 矿 太阳能 电池 及其制备工艺。该柔性 钙钛矿 太阳能电池 包括依次层叠的柔性透明衬底、透明 电极 、空穴传输层、吸光层、 电子 传输层和顶电极，空穴传输层由空穴传输材料构成，电子传输层由电子传输材料构成，吸光层由具有钙钛矿结构的光伏材料构成。制备工艺包括在柔性透明衬底上依次制备透明电极、空穴传输层、吸光层、电子传输层和顶电极，空穴传输层、吸光层和电子传输层均采用溶液法低温制备得到。本发明的柔性 钙钛矿太阳能电池 重量轻、可弯曲、可广泛应用于曲面环境、产业化前景良好，制备工艺流程简单、成本低廉、电池制备效率高。，下面是柔性钙钛矿太阳能电池及其制备工艺专利的具体信息内容。
1.一种柔性钙钛矿太阳能电池，包括依次层叠的衬底、透明电极、空穴传输层、吸光层、电子传输层和顶电极，所述空穴传输层是由空穴传输材料构成，所述电子传输层是由电子传输材料构成，其特征在于，所述衬底为柔性透明衬底，所述吸光层是由具有钙钛矿结构的光伏材料构成。
2.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述柔性透明衬底包括柔性透明塑料或柔性玻璃，所述柔性透明衬底的厚度为1μm～3000μm，透过率大于或等于80%；所述柔性透明塑料包括聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。
3.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明电极的厚度为20nm～200nm；所述空穴传输层的厚度为5nm～50nm；所述吸光层的厚度为50nm～
500nm；所述电子传输层的厚度为5nm～50nm；所述顶电极的厚度为10nm～80nm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输材料为有机材料和/或无机材料，所述有机材料包括PEDOT∶PSS或Spiro-MeOTAD，所述无机材料包括NiOx、MoOx或V2O5；所述具有钙钛矿结构的光伏材料为ABX3型晶体结构的有机无机杂化钙钛矿材料；所述电子传输材料为富勒烯衍生物，所述富勒烯衍生物为PCBM。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明电极的构成材料包括铟锡氧化物或氟锡氧化物；所述顶电极的构成材料为金属材料，所述金属材料包括金、银、铜或铝。
6.一种如权利要求1～5中任一项所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括在所述柔性透明衬底上依次制备透明电极、空穴传输层、吸光层、电子传输层和顶电极，所述空穴传输层、吸光层和电子传输层均采用溶液法于150℃以下的低温制备得到。
7.根据权利要求6所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备工艺，其特征在于，所述空穴传输层的制备过程为：在所述透明电极上涂布用于制备空穴传输材料的溶液，然后在
80℃～140℃的温度下进行加热，加热时间为10min～60min，得到空穴传输层；
所述吸光层的制备过程为：先在所述空穴传输层上涂布卤化铅溶液，于60℃～110℃烘干，然后置于CH3NH3I溶液中浸泡，当颜色变为棕黑色时，取出并清洗，再于60℃～110℃下进行加热，加热时间为8min～60min，得到吸光层；
所述电子传输层的制备过程为：在所述吸光层上涂布用于制备电子传输材料的溶液，然后在60℃～110℃的温度下进行加热，加热时间为5min～60min，得到电子传输层；
所述空穴传输层、吸光层和电子传输层的制备过程均在空气环境下进行。
8.根据权利要求6或7所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备工艺，其特征在于，所述空穴传输材料为PEDOT∶PSS时，所述用于制备空穴传输材料的溶液为PEDOT∶PSS的水溶液，溶液中PEDOT∶PSS的质量分数为0.5%～10%；所述空穴传输材料为Spiro-MeOTAD时，所述用于制备空穴传输材料的溶液为Spiro-MeOTAD的氯苯/乙腈溶液，溶液中Spiro-MeOTAD的质量分数为5%～40%；所述空穴传输材料为NiOx时，所述用于制备空穴传输材料的溶液为四水醋酸镍的乙醇/乙醇胺溶液，溶液中醋酸镍的质量分数为2%～20%。
9.根据权利要求6或7所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备工艺，其特征在于，所述吸光层的制备过程中：所述卤化铅溶液为PbI2溶液时，所述PbI2溶液的浓度为0.5mol/L～
10mol/L，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述CH3NH3I溶液的浓度为8mg/mL～15mg/mL，溶剂为异丙醇；所述浸泡的时间为10s～60s。
10.根据权利要求6或7所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备工艺，其特征在于，所述电子传输材料为PCBM时，所述用于制备电子传输材料的溶液为PCBM的氯苯溶液，溶液中PCBM的质量分数为0.5%～10%。
柔性钙钛矿太阳能电池及其制备工艺
技术领域
背景技术
等；X=Cl，Br，I等）具有钙钛矿结构的光伏材料来实现光电转换，具有原材料来源广泛、制作工艺简单、价格低、可制备成柔性电池等优点。钙钛矿太阳能电池的基本结构包括透明衬底、透明电极、电子传输材料、钙钛矿材料吸光层、空穴传输材料和金属电极。
发明内容
所述电子传输层的制备过程为：在所述吸光层上涂布用于制备电子传输材料的溶液，然后在60℃～110℃的温度下进行加热，加热时间为5min～60min，得到电子传输层；
所述空穴传输层、吸光层和电子传输层的制备过程均在空气环境下进行。
电子传输层主要起到传输电子的作用，同时防止电极与吸光层直接接触。电子传输材料为富勒烯衍生物，如PC60BM、PC70BM等。顶电极可以采用真空镀膜、等离子体喷涂、溅射、喷墨打印以及溶液成膜等方法制作。
具体实施方式
（2）对柔性透明导电基底进行清洗和15分钟臭氧等离子预处理，采用溶液旋涂的方法在带ITO的PEI衬底上涂布质量分数为8%的Spiro-MeOTAD的氯苯/乙腈溶液（氯苯与乙腈的体积比为10∶1），在加热台上120℃低温处理40min，得到厚度为40nm的Spiro-MeOTAD致密薄膜作为空穴传输层3；
（3）在空穴传输层3表面旋涂PbI2溶液，PbI2溶液的浓度为2mol/L，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，于80℃烘干后，放入浓度为8mg/mL的CH3NH3I溶液（溶剂为异丙醇）中浸泡50秒，衬底颜色迅速变为棕黑色，取出后放入干净的异丙醇中，洗去多余的CH3NH3I，最后放置在80℃的加热台上烘8min，得到厚度为300nm的CH3NH3PbI3钙钛矿材料的吸光层4；
（4）在吸光层4的表面旋涂PC60BM溶液（质量分数为1.5%，溶剂为氯苯），在加热台上
70℃低温处理5min，形成厚度为15nm的电子传输层5；
上述空穴传输层3、吸光层4和电子传输层5的制备过程均在空气环境下进行。
（2）对柔性透明导电基底进行清洗和15分钟臭氧等离子预处理，采用溶液旋涂的方法在带ITO的PEI衬底上涂布质量分数为12%的Spiro-MeOTAD的氯苯/乙腈溶液（氯苯与乙腈的体积比为10∶1），在加热台上120℃低温处理40min，得到厚度为50nm的Spiro-MeOTAD致密薄膜作为空穴传输层3；
（3）在空穴传输层3表面旋涂PbI2溶液，PbI2溶液的浓度为1.5mol/L，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，于80℃烘干后，放入浓度为12mg/mL的CH3NH3I溶液（溶剂为异丙醇）中浸泡60秒，衬底颜色迅速变为棕黑色，取出后放入干净的异丙醇中，洗去多余的CH3NH3I，最后放置在80℃的加热台上烘8min，得到厚度为400nm的CH3NH3PbI3钙钛矿材料的吸光层4；
（4）在吸光层4的表面旋涂PC60BM溶液（质量分数为2%，溶剂为氯苯），在加热台上70℃低温处理5min，形成厚度为20nm的电子传输层5；
上述空穴传输层、吸光层和电子传输层的制备过程均在空气环境下进行。
3采用NiOx材料，厚度为12nm。
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