1.一種基于Spiro-OMeTAD/PbS復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽能電池,包括透明導(dǎo)電襯底和依次層疊于透明導(dǎo)電襯底上的金屬氧化物電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層以及金屬電極層;其特征在于:所述的空穴傳輸層通過以下方式得到:先在鈣鈦礦吸光層上旋涂一層Spiro-OMeTAD層,再在真空條件下通過熱蒸發(fā)法將高純度的硫化鉛粉末沉積在Spiro-OMeTAD層上,形成一層p型硫化鉛薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Spiro-OMeTAD/PbS復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽能電池,其特征在于:所述的硫化鉛粉末的純度高于99.99%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Spiro-OMeTAD/PbS復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽能電池,其特征在于:所述的p型硫化鉛薄膜的厚度為20~70nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Spiro-OMeTAD/PbS復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽能電池,其特征在于:所述的透明導(dǎo)電襯底為FTO導(dǎo)電玻璃;所述的鈣鈦礦層吸光層為CH3NH3PbI3薄膜或[CH3NH3]x[CH(NH2)2]1-xPbI3薄膜,其中,0<x<1;所述的金屬氧化物電子傳輸層為SnO2薄膜;所述的金屬電極層為金電極。
5.一種制備權(quán)利要求1-4任一項所述的基于Spiro-OMeTAD/PbS復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽能電池的方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)先將透明導(dǎo)電襯底采用半導(dǎo)體工藝清洗,用氮氣吹干;
(2)然后用甩膠機將金屬氧化物的前驅(qū)體溶液均勻地旋涂在透明導(dǎo)電襯底上,在200攝氏度條件下退火一個小時,得到金屬氧化物電子傳輸層;
(3)在金屬氧化物電子傳輸層上旋涂一層鈣鈦礦吸光層,退火處理;
(4)空穴傳輸層的制備:
(4-)先將雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰溶解在乙腈中,攪拌均勻,得到雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰的乙腈溶液;然后將Spiro-OMeTAD溶解在氯苯中,添加4-叔丁基吡啶和雙三氟甲基磺酸亞酰胺鋰的乙腈溶液,40攝氏度下攪拌24小時,得到Spiro-OMeTAD溶液;
(4-)將Spiro-OMeTAD溶液均勻地旋涂在經(jīng)過退火的鈣鈦礦吸光層上,置于干燥柜中氧化24小時;
(4-)真空條件下通過熱蒸發(fā)法在氧化好的Spiro-OMeTAD層上方均勻沉積一層p型硫化鉛薄膜,并使用膜厚監(jiān)控儀控制p型硫化鉛薄膜的厚度為20~70nm;
(5)熱蒸發(fā)法在空穴傳輸層上制備金屬電極層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于:所述的金屬氧化物前驅(qū)體溶液的配置方式為:將0.025~0.2 mol/L的SnCl2?2H2O乙醇溶液攪拌10~40分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于:所述的鈣鈦礦吸光層的制備方式包括如下步驟:
(1)預(yù)先合成()CH3NH3I或()CH3NH3I 和CH(NH2)2I,將其與PbI2一同溶解在二甲基甲酰胺和二甲基亞砜的混合溶液中,60攝氏度下攪拌24小時,得到鈣鈦礦前驅(qū)液;其中,二甲基甲酰胺和二甲基亞砜的體積比為4:1,鈣鈦礦前驅(qū)液中CH3NH3I 和 CH(NH2)2I的總量與PbI2的摩爾比為1:1;
(2)用勻膠機將配置好的鈣鈦礦前驅(qū)液均勻地旋涂在經(jīng)過退火的電子傳輸層上,先以500rpm的轉(zhuǎn)速低速旋涂6s,再以4000rpm的轉(zhuǎn)速高速旋涂30s,在高速旋涂開始的第10~15s滴加氯苯;
(3)在100攝氏度下退火10分鐘。
8.權(quán)利要求1-4任一項所述的基于Spiro-OMeTAD/PbS復(fù)合空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽能電池在光電領(lǐng)域中的應(yīng)用。