一种钙钛矿太阳能电池及制备方法与流程

1.本发明涉及钙钛矿太阳能电池技术领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池及制备方法。


背景技术：

2.钙钛矿太阳能电池由于其具有可调的带隙、高的光吸收系数、长的载流子寿命及扩散长度、较高的缺陷容忍度、低成本的低温液相制备方法等优异的光电特性而受到广泛的关注，而如何设计钙钛矿太阳能电池以提高电池效率，成为了亟待解决的问题。
3.现有技术中，钙钛矿太阳能电池一般包括从下至上依次设置的透明导电层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层及电极，而由于电子传输层与钙钛矿吸收层之间导电性较差，导致钙钛矿太阳能电池的电池效率较低。


技术实现要素：

4.本发明提供一种钙钛矿太阳能电池，旨在解决现有技术的钙钛矿太阳能电池存在电子传输层与钙钛矿吸收层之间导电性较差，导致电池效率低的问题。
5.本发明是这样实现的，提供一种钙钛矿太阳能电池，包括从下至上依次设置的透明导电层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层以及电极，所述钙钛矿太阳能电池还包括：
6.设于所述电子传输层与所述钙钛矿吸收层之间的mof材料层，所述mof材料层由掺杂金属r原子的mof材料组成；所述mof材料的结构式为c8h
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n4u
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；u和r分别为zn、ni、fe、co、cu或稀土金属中的一种或多种，且u和r互不相同，所述r的质量分数小于所述u的质量分数。
7.优选的，所述u的质量分数为15～40％，r的质量分数为0.5～10％。
8.优选的，所述掺杂金属r原子均匀分布在所述mof材料的框架中，且所述掺杂金属r原子与mof材料的非金属成化学键。
9.优选的，所述mof材料的框架为十二面体结构，所述掺杂金属r原子分布在所述十二面体结构的各顶点位置。
10.优选的，所述mof材料层的厚度为0.3～5um。
11.本发明还提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
12.在透明导电层上制备电子传输层；
13.在所述电子传输层上制备mof材料层；所述mof材料层由掺杂金属r原子的mof材料组成，所述mof材料的结构式为c8h
10
n4u
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；u和r分别为zn、ni、fe、co、cu或稀土金属中的一种或多种，且u和r互不相同，所述r的质量分数小于所述u的质量分数。
14.在所述mof材料层上制备钙钛矿吸收层；
15.在所述钙钛矿吸收层上制备空穴传输层；
16.在所述空穴传输层上制备电极。
17.优选的，所述u的质量分数为15～40％，r的质量分数为0.5～10％。
18.优选的，在所述电子传输层上制备mof材料层的步骤包括：
19.步骤a，将金属u盐溶液和金属r盐溶液溶于c溶液中，并搅拌均匀后加入至含有d溶液的c溶液得到混合溶液，将混合溶液加热、冷却并过滤得到掺杂金属r原子的mof材料；c溶液为甲醇、乙醇、异丙醇或丙酮中的一种或多种，d溶液为二甲基咪唑、n,n-二甲基甲酰胺、三(2-苯并咪唑甲基)胺中一种或多种；
20.步骤b，将步骤a得到的所述掺杂金属r原子的mof材料与e溶液混合配置成前驱体溶液，将所述前驱体溶液旋涂在所述电子传输层上并干燥形成所述mof材料层；所述e溶液为dmf、dmso、nmp、γ-丁内酯中的一种或者多种。
21.优选的，所述金属u盐溶液为硝酸锌、硫酸锌或氯化锌中的一种或多种，所述金属r盐溶液为乙酰丙酮镍、硝酸镍、硫酸镍或氯化镍中的一种或多种。
22.优选的，所述金属u盐溶液中的金属u和所述金属r盐溶液的金属r的摩尔数之比为9～95。
23.优选的，所述过滤得到掺杂金属r原子的mof材料之后还包括：
24.通过清洗溶液对所述掺杂金属r原子的mof材料进行清洗。
25.本发明提供的一种钙钛矿太阳能电池通过在电子传输层与钙钛矿吸收层之间设置mof材料层，mof材料层由掺杂金属r原子的mof材料组成，一方面，利用mof材料具有多孔和颗粒间隙的结构，mof材料层与钙钛矿吸收层及电子传输层接触面积更大，利于提高电子传输层与钙钛矿吸收层之间的导电性；另一方面，通过在mof材料的金属-有机框架结构中掺杂少量的金属r原子，利用掺杂金属r原子调控mof材料导电能力和能带，有利于mof材料的导带与钙钛矿导带能级匹配，有利于电子移动，提高电子传输层与钙钛矿吸收层之间导电性，从而提高钙钛矿太阳能电池的电池效率。
附图说明
26.图1为本发明实施例一提供的一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
27.图2为本发明实施例二提供的一种钙钛矿太阳能电池制备方法的流程图。
具体实施方式
28.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.本发明实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池通过在电子传输层与钙钛矿吸收层之间设置mof材料层，mof材料层由掺杂金属r原子的mof材料组成，一方面，利用mof材料具有多孔和颗粒间隙的结构，mof材料层与钙钛矿吸收层及电子传输层接触面积更大，利于提高电子传输层与钙钛矿吸收层之间的导电性；另一方面，通过在mof材料的金属-有机框架结构中掺杂少量的金属r原子，利用掺杂金属r原子调控mof材料导电能力和能带，有利于mof材料的导带与钙钛矿导带能级匹配，有利于电子移动，从而提高电子传输层与钙钛矿吸收层之间导电性，大大提高了钙钛矿太阳能电池的电池效率。
30.请参照图1，本发明实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池包括从下至上依次设置
的透明导电层1、电子传输层2、mof材料层3、钙钛矿吸收层4、空穴传输层5以及电极6；mof材料层由掺杂金属r原子的mof材料组成；mof材料的结构式为c8h
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；u和r分别为zn、ni、fe、co、cu或稀土金属中的一种或多种，且u和r互不相同，r的质量分数小于u的质量分数。
31.本发明实施例中，透明导电层1的具体结构可以包括从下到上依次设置的透明玻璃基底及透明导电薄膜。其中，透明玻璃基底用于透过太阳光，透明导电薄膜用于透光及导电。
32.作为本发明的一个实施例，透明导电薄膜可以为ito薄膜、fto薄膜、iwo薄膜、iwo薄膜、ico薄膜中的任意一种。在实际应用时，可以选用ito薄膜、fto薄膜、iwo薄膜、iwo薄膜、ico薄膜中的任意一种。
33.本发明实施例中，通过在钙钛矿太阳能电池的电子传输层2与钙钛矿吸收层4之间设置mof材料层3，mof材料层3由掺杂金属r原子的mof材料组成，一方面，利用mof材料具有多孔和颗粒间隙的结构，mof材料层3与钙钛矿吸收层4及电子传输层2接触面积更大，利于提高电子传输层2与钙钛矿吸收层4之间的导电性；另一方面，由于r的质量分数小于u的质量分数，通过在mof材料的金属-有机框架结构中掺杂少量的金属r原子，利用掺杂金属r原子调控mof材料导电能力和能带，有利于mof材料的导带与钙钛矿导带能级匹配，有利于电子移动，从而提高导电性，大大提高了钙钛矿太阳能电池的电池效率。
34.作为本发明的一个实施例，电子传输层2的材料可以为tio2、zno、sno2中的至少一种。优选的，电子传输层2的材料为tio2。
35.本发明实施例中，钙钛矿吸收层4可以是纯有机钙钛矿或无机钙钛矿制成。
36.作为本发明的一个优选实施例，钙钛矿吸收层4由钙钛矿晶体与掺杂金属r原子的mof材料反应制得，钙钛矿晶体的结构式为pbmax3，x为f、cl、br、i中的一种或多种；掺杂金属r原子的mof材料的结构式为c8h
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；u和r分别为zn、ni、fe、co、cu或稀土金属中的一种或多种，且u和r互不相同，r的质量分数小于u的质量分数。
37.其中，mof材料(c8h
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)中金属u和金属r分别与非金属形成金属-有机框架结构，金属u和金属r均匀掺杂在金属-有机框架结构中。u和r可以是zn、ni、fe、co、cu或稀土金属中的一种或多种，且u和r互不相同。例如，u和r分别对应为zn、ni，即在金属zn-有机框架掺杂ni原子，对应掺杂ni原子的mof材料的结构式为c8h
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niy。其中，稀土金属具体可以为钪(sc)、钇(y)、镧(la)等。
38.本发明实施例中，在钙钛矿太阳能电池的电子传输层2与钙钛矿吸收层4之间设置mof材料层3的基础上，再将钙钛矿吸收层4由钙钛矿晶体(pbmax3)与掺杂金属r原子的mof材料(c8h
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)反应制得；一方面，钙钛矿晶体与mof材料的框架均匀结合，利用mof材料的框架能稳定钙钛矿晶体结构，同时mof材料能作为电子给体，能增加整个钙钛矿吸收层4的导电能力，有利于光产生的载流子的分离，提高钙钛矿太阳能电池效率；另一方面，在传统的mof材料的单一金属u的金属-有机框架结构中再掺杂少量的金属r原子，这样利用掺杂金属r原子调控mof材料导电能力和能带，促进对可见光的吸收，提高钙钛矿太阳能电池效率；因此，利用电子传输层2与钙钛矿吸收层4之间的mof材料层3及由钙钛矿晶体与mof材料反应制得的钙钛矿吸收层4共同作用提高了导电性能，进一步提升了电池效率。
39.本发明实施例中，金属u和金属r互不相同，即在传统的mof材料的金属u-有机框架中掺杂少量的其它与金属u不同的金属r原子，可以改善带隙，提高光吸收效率。例如，金属u
为zn，则金属r为ni、fe、co、cu或稀土金属中的一种或多种。
40.本发明实施例中，钙钛矿吸收层4的pbmax3与c8h
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的摩尔数之比控制在0.5～5，确保钙钛矿吸收层4良好的光吸收及导电性能。
41.本实施例中，钙钛矿吸收层4的钙钛矿晶体包覆在mof材料的框架内部或附着在mof材料的框架表面，使钙钛矿晶体与mof材料的框架均匀结合，丰富了mof材料的孔结构，相比纯有机或无机钙钛矿，钙钛矿吸收层4的稳定性和导电性大大提高。
42.作为本发明的一个实施例，mof材料层3的u的质量分数为15～40％，mof材料层3的r的质量分数为0.5～10％。由于r的质量分数为0.5～10％，u的质量分数为15～40％，确保mof材料层3的mof材料中只掺杂微量的金属r原子即可调控mof材料层3的导电能力和能带，促进对可见光的吸收，同时确保实现成本较低。
43.作为本发明的一个实施例，mof材料层3中的掺杂金属r原子均匀分布在mof材料的框架中，且掺杂金属r原子与mof材料的非金属成化学键。其中，mof材料(c8h
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)中金属u和金属r分别与非金属形成金属-有机框架结构，有利于提升mof材料层3的导电性能。
44.作为本发明的一个实施例，mof材料层3的厚度为0.3～5um，既可以确保mof材料层3良好的导电性，且确保钙钛矿太阳能电池对太阳光的吸收效率。
45.作为本发明的一个实施例，空穴传输层5的材料可以为nio
x
、cuscn、cui、v2o5、cu2o中的任一种。
46.作为本发明的一个实施例，电极6的材料可以为au、cu、c中的一种。
47.为了证明本发明取得的技术效果，分别进行两组钙钛矿太阳能电池进行验证，其中对照组采用传统的不具备mof材料层3的钙钛矿太阳能电池，实验组采用本发明的具备mof材料层3的钙钛矿太阳能电池，测得各项数据如表1所示：
48.表1
49.分类v
oc
(v)j
sc
(ma/cm-2
)ff(％)pce(％)对照组1.0524.081.520.5实验组1.0824.582.521.8
50.其中，voc为开路电压；jsc为电流密度；ff为填充因子；pce为电池转换效率。
51.由上述表1的实验数据可以看出，相比传统的钙钛矿太阳能电池，采用本发明的具备mof材料层3的钙钛矿太阳能电池可以明显提高太阳能电池的开路电压、电流密度、填充因子及电池转换效率，大大提升了电池性能。
52.实施例二
53.请参照图2，本发明还提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，用于制备上述实施例一的钙钛矿太阳能电池，钙钛矿太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
54.步骤s1，在透明导电层1上制备电子传输层2；
55.本实施例中，利用钙钛矿太阳能电池的常规制备工艺在透明导电层1上制备电子传输层2，具体可以包括：
56.将tio2前驱体溶液涂布在透明导电层1上，并干燥得到电子传输层2。其中，电子传输层2的厚度为98-100nm，且退火为150℃。
57.步骤s2，在电子传输层2上制备mof材料层3；mof材料层3由掺杂金属r原子的mof材料制成，mof材料的结构式为c8h
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；u和r分别为zn、ni、fe、co、cu或稀土金属中的一种
或多种，且u和r互不相同，r的质量分数小于u的质量分数；
58.作为本发明的一个实施例，在电子传输层2上制备mof材料层3的步骤包括：
59.步骤a，将金属u盐溶液和金属r盐溶液溶于c溶液中，并搅拌均匀后加入至含有d溶液的c溶液得到混合溶液，将混合溶液加热、冷却并过滤得到掺杂金属r原子的mof材料；c溶液为甲醇、乙醇、异丙醇或丙酮中的一种或多种，d溶液为二甲基咪唑、n,n-二甲基甲酰胺、三(2-苯并咪唑甲基)胺中一种或多种；
60.步骤b，将步骤a得到的掺杂金属r原子的mof材料与e溶液混合配置成前驱体溶液，将前驱体溶液旋涂在电子传输层2上并干燥形成mof材料层3；e溶液为dmf、dmso、nmp、γ-丁内酯中的一种或者多种。
61.其中，u和r分别为zn、ni、fe、co、cu或稀土金属中的一种或多种，且u和r互不相同，金属u盐溶液和金属r盐溶液可根据c8h
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中的金属u和金属r选取，金属u盐溶液和金属r盐溶液可以为不同金属的无机金属盐或有机金属盐。例如，c8h
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的金属u和金属r分别对应为锌、镍，掺杂金属原子为镍，掺杂金属原子镍的mof材料的结构式则为c8h
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niy。
62.作为本发明的一个优选实施例，步骤a中，金属u盐溶液为硝酸锌、硫酸锌或氯化锌，金属r盐溶液为乙酰丙酮镍、硝酸镍、硫酸镍或氯化镍。本实施例中，c8h
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的金属u和金属r分别对应为锌、镍，掺杂金属原子为镍，掺杂金属原子镍的mof材料的结构式则为c8h
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niy。
63.本步骤a中，采用一步反应即可制得掺杂金属r原子的mof材料，制备方法简单；而且，相比传统的mof材料，在传统的mof材料中掺杂微量金属r原子，利用掺杂的金属原子调控mof材料导电能力和能带，促进对可见光的吸收，且掺杂微量的金属r原子有着优异的稳定性，使钙钛矿吸收层4更加稳定，提高钙钛矿太阳能电池性能；且只需要掺杂微量的金属r原子即可提升钙钛矿吸收层4的稳定性和导电性能，实现成本低。
64.本步骤a中，金属u盐溶液、金属r盐溶液、c溶液及d溶液的配比可以根据实际进行设置。
65.本步骤a中，通过加热方式加速金属u盐溶液和金属r盐溶液与c溶液溶解并且加速二甲基咪唑、n,n-二甲基甲酰胺或三(2-苯并咪唑甲基)胺与金属u盐溶液和金属r盐溶液反应过程中与金属原子配位，并形成掺杂有金属原子r的金属u-有机框架材料(mof材料)。过滤的作用是过滤一些未溶解的杂质并保留生成的掺杂金属原子的mof材料。
66.作为本发明的一个实施例，步骤a中，过滤得到掺杂金属r原子的mof材料之后还包括：
67.通过清洗溶液对掺杂金属r原子的mof材料进行清洗。
68.本实施例中，通过清洗溶液对掺杂金属r原子的mof材料进行清洗，以清洗mof材料的孔内及表面残留的有机物，使得到的mof材料纯度更高。
69.作为本发明的一个实施例，清洗溶液为dmf、甲醇、或dmf与甲醇的混合溶液。优选的，通过dmf先清洗mof材料框架残留的二甲基咪唑、n,n-二甲基甲酰胺或三(2-苯并咪唑甲基)胺，再通过甲醇去除dmf。除此之外，清洗溶液也可以为净水。
70.作为本发明的一个实施例，mof材料层3的u的质量分数为15～40％，mof材料层3的r的质量分数为0.5～10％。由于r的质量分数为0.5～10％，u的质量分数为15～40％，确保
mof材料层3的mof材料中只掺杂微量的金属r原子即可调控mof材料层3的导电能力和能带，促进对可见光的吸收，同时确保实现成本较低。
71.作为本发明的一个实施例，步骤a中，金属u盐溶液中的金属u和金属r盐溶液的金属r的摩尔数之比为9-95，确保生成的mof材料中的金属u与金属r符合最佳比例范围，提升了mof材料层3的稳定性和导电性能。
72.作为本发明的一个实施例，步骤a中，具体通过超声搅拌20-60min至溶液澄清均匀，可以使金属u盐溶液和金属r盐溶液搅拌均匀与c溶液充分搅拌均匀。
73.作为本发明的一个实施例，步骤a中，混合溶液的加热温度为100-150℃。
74.作为本发明的一个优选实施例，将混合溶液通过水热釜中进行水热加热2-8h，即通过将得到的混合溶液转移到水热釜中以100℃水热加热混合溶液，使混合溶液加热更加均匀，利于混合溶液反应形成大小100-500um的mof框架结构组成的mof材料，且避免对mof材料的破坏。
75.作为本发明的一个实施例，mof材料层3的厚度为0.3～5um，既可以确保mof材料层3良好的导电性，且确保钙钛矿太阳能电池对太阳光的吸收效率。
76.步骤s3，在mof材料层3上制备钙钛矿吸收层4；
77.其中，钙钛矿吸收层4为纯有机钙钛矿或无机钙钛矿制成时，则利用钙钛矿太阳能电池的常规制备工艺在mof材料层3上制备钙钛矿吸收层4。
78.作为本发明的一个优选实施例，钙钛矿吸收层4由钙钛矿晶体与掺杂金属r原子的mof材料反应制得，钙钛矿晶体的结构式为pbmax3，x为f、cl、br、i中的一种或多种；掺杂金属r原子的mof材料的结构式为c8h
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；u和r分别为zn、ni、fe、co、cu或稀土金属中的一种或多种，且u和r互不相同，r的质量分数小于u的质量分数。
79.本实施例中，钙钛矿吸收层4的掺杂金属r原子的mof材料与mof材料层3的掺杂金属r原子的mof材料结构相同，钙钛矿吸收层4的掺杂金属r原子的mof材料的制备工艺与mof材料层3的制备工艺过程类似，钙钛矿吸收层4的制备方法包括以下步骤：
80.步骤a，将金属u盐溶液和金属r盐溶液溶于c溶液中，并搅拌均匀后加入至含有d溶液的c溶液得到混合溶液，将混合溶液加热、冷却并过滤得到掺杂金属r原子的mof材料；c溶液为甲醇、乙醇、异丙醇或丙酮中的一种或多种，d溶液为二甲基咪唑、n,n-二甲基甲酰胺、三(2-苯并咪唑甲基)胺中一种或多种；
81.步骤a中，u和r分别为zn、ni、fe、co、cu或稀土金属中的一种或多种，且u和r互不相同，金属u盐溶液和金属r盐溶液可根据c8h
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中的金属u和金属r选取，金属u盐溶液和金属r盐溶液可以为不同金属的无机金属盐或有机金属盐。例如，c8h
10
n4u
1-yry
的金属u和金属r分别对应为锌、镍，掺杂金属原子为镍，掺杂金属原子镍的mof材料的结构式则为c8h
10
n4zn
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niy。
82.作为本发明的一个优选实施例，步骤a中，金属u盐溶液为硝酸锌、硫酸锌或氯化锌，金属r盐溶液为乙酰丙酮镍、硝酸镍、硫酸镍或氯化镍。本实施例中，c8h
10
n4u
1-yry
的金属u和金属r分别对应为锌、镍，掺杂金属原子为镍，掺杂金属原子镍的mof材料的结构式则为c8h
10
n4zn
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niy。
83.本步骤a中，钙钛矿吸收层4由钙钛矿晶体(pbmax3)与掺杂金属r原子的mof材料(c8h
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)一步反应制得；一方面，钙钛矿晶体与mof材料的框架均匀结合，利用mof材料
的框架能稳定钙钛矿晶体结构，同时mof材料能作为电子给体，能增加整个钙钛矿吸收层4的导电能力，有利于光产生的载流子的分离，提高钙钛矿太阳能电池效率；另一方面，相比传统mof材料的单一金属u的金属-有机框架结构，通过掺杂金属r原子，本发明的mof材料(c8h
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)中金属u和金属r分别与非金属形成金属-有机框架结构，这样利用掺杂少量的金属r原子调控mof材料导电能力和能带，促进对可见光的吸收，且掺杂的金属r原子有着优异的稳定性，使钙钛矿吸收层4更加稳定，提高钙钛矿太阳能电池性能。
84.本步骤a中，金属u盐溶液、金属r盐溶液、c溶液及d溶液的配比可以根据实际进行设置。
85.本步骤a中，通过加热方式加速金属u盐溶液和金属r盐溶液与c溶液溶解并且加速二甲基咪唑、n,n-二甲基甲酰胺或三(2-苯并咪唑甲基)胺与金属u盐溶液和金属r盐溶液反应过程中与金属原子配位，并形成掺杂有金属原子r的金属u-有机框架材料(mof材料)。过滤的作用是过滤一些未溶解的杂质并保留生成的掺杂金属r原子的mof材料。
86.作为本发明的一个实施例，步骤a中，过滤得到掺杂金属r原子的mof材料之后还包括：
87.通过清洗溶液对掺杂金属r原子的mof材料进行清洗。
88.本实施例中，通过清洗溶液对掺杂金属r原子的mof材料进行清洗，以清洗mof材料的孔内及表面残留的有机物，使得到的mof材料纯度更高。
89.步骤a中，清洗溶液为dmf、甲醇、或dmf与甲醇的混合溶液。优选的，通过dmf先清洗mof材料框架残留的二甲基咪唑、n,n-二甲基甲酰胺或三(2-苯并咪唑甲基)胺，再通过甲醇去除dmf。除此之外，清洗溶液也可以为净水。
90.步骤b，将等物质的量比的pbx2和max加入e溶液中，并搅拌配置成pbmax3溶液，x为f、cl、br、i中的一种或多种，e溶液为dmf(n,n-二甲基甲酰胺)、dmso(二甲基亚砜)、nmp(n-甲基吡咯烷酮)、γ-丁内酯中的一种或者多种；
91.本步骤b中，pbx2具体可以是pbi2、pbbr2、pbcl2、pbf2中的一种或者多种，max可以是mai、mabr、macl中的一种或者多种。其中，等物质的量比的pbx2和max加入e溶液中，搅拌溶液10-30min配置成质量分数为45％的pbmax溶液。
92.在本发明实施例中，步骤a和步骤b的先后顺序可以不限，即可以先制备掺杂金属原子的mof材料，再制备钙钛矿溶液，也可以先制备钙钛矿溶液，再制备掺杂金属r原子的mof材料。另外，也可以同时进行制备掺杂金属r原子的mof材料和钙钛矿溶液。
93.步骤c，将步骤a得到的掺杂金属r原子的mof材料与步骤b得到的pbmax3溶液加入e溶液中配置成前驱体溶液；将前驱体溶液旋涂在mof材料层3上，并在旋涂过程中向mof材料层3滴加反溶剂，得到钙钛矿前驱体薄膜，并将钙钛矿前驱体薄膜退火形成由钙钛矿晶体与掺杂金属r原子的mof材料组成的钙钛矿吸收层4。
94.本步骤c中，e溶液为dmf(n,n-二甲基甲酰胺)、dmso(二甲基亚砜)、nmp(n-甲基吡咯烷酮)、γ-丁内酯中的一种或者多种。
95.本步骤c中，可以先将步骤a得到的掺杂金属r原子的mof材料加入e溶液中进行溶解，再将溶解掺杂金属r原子的mof材料的e溶液与步骤b得到的pbmax3溶液混合搅拌配置成前驱体溶液，也可以是将步骤a得到的掺杂金属r原子的mof材料与步骤b得到的pbmax3溶液依次加入e溶液中并混合搅拌配置成前驱体溶液。
96.作为本发明的一个实施例，前驱体溶液中的pbmax3与c8h
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的摩尔数之比为0.5～5，使制得的钙钛矿吸收层4的pbmax3与c8h
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的摩尔数之比保持在0.5～5的范围内。
97.本步骤c中，前驱体溶液旋涂在mof材料层3上的具体方式不限。前驱体溶液旋涂在mof材料层3上后，通过向mof材料层3滴加反溶剂，降低钙钛矿晶体的溶解度，使钙钛矿晶体与mof材料析出形成钙钛矿前驱体薄膜，再通过退火形成由钙钛矿晶体与掺杂金属r原子的mof材料组成的钙钛矿吸收层4。
98.作为本发明的一个实施例，步骤c中，退火温度为90-150℃，退火时间为5-30min。
99.作为本发明的一个实施例，步骤c中，反溶剂为氯苯、乙酸乙酯或乙酸乙酯与石油醚的混合物。
100.步骤s4，在钙钛矿吸收层4上制备空穴传输层5；
101.本步骤中，在钙钛矿吸收层4上制备空穴传输层5的方式具体不限，可以采用常规钙钛矿太阳能电池的空穴传输层5的制备工艺。
102.步骤s5，在空穴传输层5上制备电极6。
103.作为本发明的一个实施例，在空穴传输层5之上制备电极6的步骤具体包括：采用热蒸镀的方法在空穴传输层5上沉积一层电极6。
104.本发明实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池制备方法通过在电子传输层与钙钛矿吸收层之间制备mof材料层，mof材料层由掺杂金属r原子的mof材料组成；一方面，利用mof材料具有多孔和颗粒间隙的结构，mof材料层与钙钛矿吸收层及电子传输层接触面积更大，利于提高电子传输层与钙钛矿吸收层之间的导电性；另一方面，通过在mof材料的金属-有机框架结构中掺杂少量的金属r原子，利用掺杂金属r原子调控mof材料导电能力和能带，有利于mof材料的导带与钙钛矿导带能级匹配，有利于电子移动以提高导电性，大大提高了钙钛矿太阳能电池的电池效率。
105.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。