一种纯相高性能CsPbBr3太阳电池及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种纯相高性能cspbbr3太阳电池的制备方法，其特征在于，包括：选取带有fto电极阴极的玻璃衬底；在所述fto电极阴极上制备tio2电子传输层，获得fto/tio2基底；在所述tio2电子传输层上形成cspb2br5二维钙钛矿薄膜，获得fto/tio2/cspb2br5基底；利用csbr水溶液通过原位相变将所述cspb2br5二维钙钛矿薄膜转变为cspbbr3钙钛矿光吸收层，获得fto/tio2/cspbbr3基底；在所述cspbbr3钙钛矿光吸收层上沉积碳电极阳极，获得所述纯相高性能cspbbr3太阳能电池。2.根据权利要求1所述的纯相高性能cspbbr3太阳电池的制备方法，其特征在于，选取带有fto电极阴极的玻璃衬底，包括：选取带有fto电极阴极的玻璃衬底，并将其依次放入decon
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90水溶液、去离子水、丙酮、无水乙醇中超声清洗15
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30min；随后，将清洗过的该玻璃衬底放在uv
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ozone清洗仪中进行紫外臭氧处理15
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30min。3.根据权利要求1所述的纯相高性能cspbbr3太阳电池的制备方法，其特征在于，在所述fto电极阴极上形成tio2电子传输层，获得fto/tio2基底，包括：将80
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100μl的tio2溶胶在空气环境中以1500
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3000rpm的转速在所述fto电极阴极上表面旋涂30
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60s；在空气环境下450
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550℃退火1
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2h，形成厚度为50
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80nm的tio2电子传输层，得到fto/tio2基底。4.根据权利要求1所述的纯相高性能cspbbr3太阳电池的制备方法，其特征在于，在所述tio2电子传输层上形成cspb2br5二维钙钛矿薄膜，获得fto/tio2/cspb2br5基底，包括：取摩尔比为1:20
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1:2的csbr固体和pbbr2固体溶于二甲基甲酰胺溶液中，得到cspb2br5前驱体溶液；在n2气氛中，取80
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100μl的cspb2br5前驱体溶液以1500
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3000rpm转速在所述fto/tio2基底上旋涂30
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60s；将旋涂有cspb2br5前驱体溶液的fto/tio2基底置在80
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100℃温度下退火30
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40min，形成厚度为200
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400nm的cspb2br5薄膜，得到fto/tio2/cspb2br5基底。5.根据权利要求1所述的纯相高性能cspbbr3太阳电池的制备方法，其特征在于，利用csbr水溶液通过原位相变将所述cspb2br5二维钙钛矿薄膜转变为cspbbr3钙钛矿光吸收层，获得fto/tio2/cspbbr3基底，包括:将csbr固体溶于去离子水中，获得浓度为212.8mg/ml的csbr水溶液；在空气室温环境中，将70
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100μl的所述csbr水溶液以1500
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3000rpm转速在所述fto/tio2/cspb2br5基底上旋涂30
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60s；将旋涂有csbr溶液的fto/tio2/cspb2br5基底在200
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300℃温度下退火5
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15min，形成厚度为400
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600nm的cspbbr3钙钛矿光吸收层，进而得到所述fto/tio2/cspbbr3基底。6.根据权利要求1所述的纯相高性能cspbbr3太阳电池的制备方法，其特征在于，在所述cspbbr3钙钛矿光吸收层上沉积碳电极阳极，包括：在室温环境下，使用丝网印刷方法在所述cspbbr3钙钛矿光吸收层上沉积碳浆，并在100
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150℃温度下退火15
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30min，形成得到厚度为5
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10μm的碳电极阳极。
7.一种纯相高性能cspbbr3太阳电池，其特征在于，根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法制得，所述太阳电池包括自下而上依次分布的玻璃衬底、fto电极阴极、tio2电子传输层、cspbbr3钙钛矿光吸收层以及碳电极阳极。8.根据权利要求7所述的通过原位相变两步法制备的纯相高性能cspbbr3太阳电池，其特征在于，所述玻璃衬底的厚度为1.5
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2.5mm，所述fto电极阴极厚度为100
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120nm，所述tio2电子传输层厚度为50
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80nm，所述cspbbr3钙钛矿光吸收层厚度为400
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600nm，所述碳电极阳极厚度为5
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10μm。

技术总结
本发明公开了一种纯相高性能CsPbBr3太阳电池及其制备方法，所述制备方法包括：选取带有FTO电极阴极的玻璃衬底；在FTO电极阴极上制备TiO2电子传输层，获得FTO/TiO2基底；在TiO2电子传输层上形成CsPb2Br5二维钙钛矿薄膜，获得FTO/TiO2/CsPb2Br5基底；利用CsBr水溶液通过原位相变将CsPb2Br5二维钙钛矿薄膜转变为CsPbBr3钙钛矿光吸收层，获得FTO/TiO2/CsPbBr3基底；在CsPbBr3钙钛矿光吸收层上沉积碳电极阳极，获得纯相高性能CsPbBr3太阳能电池。该制备方法基于原位相变，利用PbBr2和CsBr生成二维钙钛矿CsPb2Br5，而后通过原位相变方法将二维钙钛矿CsPb2Br5转变为纯相的三维钙钛矿CsPbBr3，依照该方法可以得到纯相的CsPbBr3薄膜，且制备工艺简单、成本较低。成本较低。成本较低。


技术研发人员：朱卫东 巴延双 张泽阳 张春福 陈大正 张进成 郝跃
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2021.07.26
技术公布日：2021/12/6