1.一種室溫溶解碘化鉛制備摻雜鈣鈦礦薄膜電池的方法,其特征在于包括如下步驟:
(1)依次用清潔劑、丙酮、無水乙醇、去離子水對襯底進行超聲清洗,然后將襯底用氮氣吹干;所述襯底為透明導電玻璃,如FTO、ITO、AZO等;
(2)在步驟(1)處理后的襯底上采用溶液旋涂或者磁控濺射或者ALD等方法沉積電子傳輸層TiO2薄膜;
(3)在所述電子傳輸層上采用旋涂工藝沉積PbI2和NH4Cl的前驅(qū)溶液,獲得PbI2薄膜;在所述PbI2薄膜上采用化學氣相沉積或者溶液法沉積制備摻雜鈣鈦礦吸收層薄膜;
(4)在所述摻雜鈣鈦礦吸收層薄膜上制備空穴傳輸層2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴;
(5)在所述空穴傳輸層上采用電子束、熱蒸發(fā)或磁控濺射工藝沉積Au或Ag薄膜作為頂電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于步驟(2)中沉積電子傳輸層的方法如下:
在步驟(1)處理后的襯底上旋涂異丙氧基鈦酸性溶液,在空氣中于450℃燒結(jié)30min,然后浸泡在40mM的TiCl4溶液中,70℃處理30min,最后再次在450℃下燒結(jié)30min,得到致密的電子傳輸層TiO2薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于所述異丙氧基鈦酸性溶液的配制過程如下:
將730μL異丙氧基鈦加入5mL乙醇中獲得溶液A,將69μL、2M的HCl加入5mL乙醇中獲得溶液B,將溶液A和溶液B混合均勻獲得異丙氧基鈦酸性溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:
步驟(3)中PbI2和NH4Cl的前驅(qū)溶液中NH4Cl和PbI2的摩爾比為0~3:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法,其特征在于步驟(3)中摻雜鈣鈦礦吸收層薄膜的制備方法如下:
在所述電子傳輸層上旋涂NH4Cl和PbI2的前驅(qū)溶液,得到PbI2薄膜,將所述PbI2薄膜作為反應物放置在雙溫區(qū)管式CVD爐的溫區(qū)A,將FAI、MAI或FAI/MAI混合物放入坩堝中作為氣相源,并置于雙溫區(qū)管式CVD爐的溫區(qū)B;反應物的溫度保持在100~120℃,氣相源的溫度保持在140~150℃,反應時間為60~120min,得到摻雜鈣鈦礦吸收層薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法,其特征在于步驟(3)中摻雜鈣鈦礦吸收層薄膜的制備方法如下:
在所述電子傳輸層上旋涂NH4Cl和PbI2的前驅(qū)溶液,得到PbI2薄膜,將FAI、MAI或FAI/MAI混合物溶解在異丙醇中得到反應溶液并旋涂在所述PbI2薄膜上,經(jīng)過100℃退火30min得到摻雜鈣鈦礦吸收層薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法,其特征在于步驟(3)中摻雜鈣鈦礦吸收層薄膜的制備方法如下:
在所述電子傳輸層上旋涂NH4Cl和PbI2的前驅(qū)溶液,得到PbI2薄膜,將FAI、MAI或FAI/MAI混合物溶解在異丙醇中得到反應溶液,將所述PbI2薄膜放入反應溶液中浸泡0.5~3min,經(jīng)過100℃退火30min得到摻雜鈣鈦礦吸收層薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:
所述摻雜鈣鈦礦吸收層薄膜的厚度控制在300~500nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于步驟(4)中制備空穴傳輸層的方法如下:
①先將72.3mg的2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴的粉末溶解在1ml氯苯中;②將①中配好的溶液搖勻后,添加28μL的4-叔丁基吡啶;③將520mg的雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰鹽溶解在1ml的乙腈中;④取17.5μL③配制好的溶液滴加到②中,搖勻,放置10-12h;⑤旋涂④配好的溶液到鈣鈦礦基片上,轉(zhuǎn)速3500rpm,30s。