本發明公開了一種異質結光吸收層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，分別利用電子傳輸層材料和空穴傳輸層材料對鈣鈦礦太陽能電池中的光吸收層進行摻雜，制備n型摻雜和P型摻雜的異質結鈣鈦礦太陽能電池光吸收層。主要包括以下幾個方面：制備n型鈣鈦礦光吸收層；制備p型鈣鈦礦光吸收層；制備異質結鈣鈦礦太陽能電池光吸收層。在同電子傳輸層接觸部分的光吸收層中引入n型半導體材料TiO₂摻雜，實現光吸收層中電子的快速提?。辉谕昭▊鬏攲咏佑|部分的光吸收層中引入p型有機半導體材料Spiro?OMeTAD摻雜，實現光生空穴的快速提取。利用此方法實現鈣鈦礦太陽能電池性能的進一步提高。

技術領域

本發明涉及太陽能電池器件的制備技術領域，具體涉及一種異質結光吸收層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法。

背景技術

鈣鈦礦太陽能電池是一種以有機-無機雜化鈣鈦礦結構材料為光吸收層的新型太陽能電池。鈣鈦礦光吸收層具有高的載流子遷移率、長的擴散長度、大的吸收系數、高的缺陷容忍度等優點。通常的鈣鈦礦太陽能電池器件的結構主要為電極/電子傳輸層/光吸收層/空穴傳輸層/電極，電子傳輸層/光吸收層以及光吸收層/空穴傳輸層之間的界面存在很強的界面效應，影響電子和空穴的提取和傳輸，進而影響太陽能電池的效率。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種異質結光吸收層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，該方法分別利用n型半導體材料TiO₂和p型半導體材料Spiro-OMeTAD對鈣鈦礦太陽能電池中的光吸收層進行摻雜，最終制備n型摻雜和P型摻雜的異質結光吸收層，以便實現鈣鈦礦太陽能電池性能的進一步提高。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種異質結光吸收層鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于具體步驟為：

步驟S100：制備n型半導體材料TiO₂摻雜的鈣鈦礦太陽能電池光吸收層前驅液

步驟S101：將銳鈦礦相的TiO₂納米顆粒分散在氯仿與無水乙醇的混合溶劑中制備濃度不超過5wt%的納米TiO₂前驅液；

步驟S102：稱量CH₃NH₃I和PbI₂試劑并將兩者溶解于DMF和DMSO的混合溶劑中，然后用磁力攪拌器于50-60℃攪拌10-15h得到濃度為1.5-1.8mol/mL的澄清鈣鈦礦光吸收層前驅液；

步驟S103：將步驟S101制得的TiO₂前驅液和步驟S102制得的鈣鈦礦光吸收層前驅液按照體積比1-10:100混合，再于50-60℃攪拌1-2h，將攪拌后的混合溶液用0.45μm規格的聚四氟乙烯過濾器進行過濾，得到n型半導體材料TiO₂摻雜的鈣鈦礦太陽能電池光吸收層前驅液；

步驟S200：制備P型有機半導體材料Spiro-OMeTAD摻雜的鈣鈦礦太陽能電池光吸收層前驅液

步驟S201：將Spiro-OMeTAD用氯苯溶解制得濃度不超過10wt%的spiro-OMeTAD前驅液；

步驟S202：將CH₃NH₃I和PbI₂混合后溶解于DMF和DMSO的混合溶劑中，然后用磁力攪拌器于50-60℃攪拌10-15h得到濃度為1.5-1.8mol/mL的澄清鈣鈦礦光吸收層前驅液；

步驟S203：將步驟S201制得的Spiro-OMeTAD前驅液和步驟S202制得的鈣鈦礦光吸收層前驅液按照體積比1-10:100混合，再于50-60℃攪拌1-2h，然后用0.45μm規格的聚四氟乙烯過濾器進行過濾，得到p型有機半導體材料Spiro-OMeTAD摻雜的鈣鈦礦太陽能電池光吸收層前驅液；

步驟S300：制備空穴傳輸層前驅液