一种高短路电流、高转化效率的钙钛矿太阳能电池制备方法及产品

摘要

本发明涉及一种高短路电流、高转化效率的钙钛矿太阳能电池制备方法及产品，属于光伏技术领域，该方法中首先在空穴传输层上旋涂甲基碘化胺层，然后在甲基碘化胺层上旋涂MAPbI3‑xClx的热前驱液，当热的MAPbI3‑xClx前驱液滴到甲基碘化胺层上时，会将旋涂好的甲基碘化胺层再次溶解，使得在空穴传输层和MAPbI3‑xClx钙钛矿吸光层的界面处碘的浓度大于MAPbI3‑xClx钙钛矿吸光层其他位置的浓度，经后期退火结晶后，在空穴传输层和MAPbI3‑xClx钙钛矿吸光层的界面处的MAPbI3‑xClx钙钛矿层会形成碘离子浓度梯度，而这种卤素浓度梯度会提高钙钛矿的导带的位置，从而更加有利于空穴的传输，进而提高短路电流和转化效率。该方法简单易操作，可以直接在工业生产中大规模推广，且在太阳能电池方面有着潜在的应用价值。

权利要求

1.一种高短路电流、高转化效率的钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）对透明导电基底进行预处理；

（2）在经步骤（1）处理后的透明导电基底上旋涂制备空穴传输层；

（3）在步骤（2）中空穴传输层上界面修饰一步法旋涂制备MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，所述界面修饰一步法旋涂制备MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层具体为：首先在步骤（2）中空穴传输层上旋涂甲基碘化胺层，然后将整体置于50-70℃下加热25-35s，再将MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂在甲基碘化胺层上，最后放置30-60s后退火处理，制得MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，其中，在所述MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂结束前10-20s时，开始滴加萃取液至所述MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂结束，所述萃取液为甲苯或氯苯；

（4）在步骤（3）中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层上旋涂制备电子传输层；

（5）在步骤（4 ）中电子传输层上蒸镀金属背电极，即可。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述透明导电基底为ITO；步骤（5）中，所述金属背电极为Ag。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述空穴传输层为PEDOT:PSS空穴传输层。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，旋涂制备PEDOT:PSS空穴传输层的方法具体为：将经0.22um针头式过滤器过滤后的PEDOT：PSS溶液滴加到透明导电基底上，然后以

8000rpm的速度旋涂40s，最后在120℃下退火15min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述甲基碘化胺层的旋涂方法具体为：将甲基碘化胺的二甲基亚砜溶液滴加到步骤（2）中空穴传输层上，然后以6000-

8000rpm的速度旋涂40-60s；所述MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂在甲基碘化胺层上的具体方法为：将MAPbI3-xClx的热前驱液滴加到甲基碘化胺层上，然后先以1000rpm的速度旋涂20s，再以3500rpm的速度旋涂35-40s。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述退火处理具体为在100-

110℃下退火15-20min。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述电子传输层为PCBM电子传输层。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，旋涂制备PCBM电子传输层的方法具体为：将PCBM氯苯溶液滴加到MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层上，然后以2500rpm的速度旋涂40s。

9.由权利要求1-8任一项所述的方法制备的钙钛矿太阳能电池。

说明书

一种高短路电流、高转化效率的钙钛矿太阳能电池制备方法

及产品

技术领域

[0001] 本发明属于光伏技术领域，具体涉及一种高短路电流、高转化效率的钙钛矿太阳能电池制备方法及产品。

背景技术

[0002] 太阳能电池作为一种新能源，具有安全可靠、无噪声、无污染、使用寿命长等优点，已成为各国在经济、军事装备上可持续发展战略的研究课题。太阳能电池经历了第一代为单晶硅和多晶硅，第二代为碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CuInGaSe)及非晶硅等薄膜材料的发展。尽管第一代和第二代太阳能电池在国民经济和国防军事领域产生了积极的作用，但是也面临着一些主要问题，其中，单晶硅纯度要求在99.999％，生产成本高，且硅基太阳能电池机械柔性差、重量重和体积大；而有的薄膜电池存在毒性大(如CdTe)，原材料稀缺等因素，限制了其大规模的应用。为了解决这些显著问题，不断降低成本和提高光电转换效率，科学家提出了第三代太阳能电池即有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池。

[0003] 近年来，钙钛矿层的卤化物浓度梯度被用于设计带隙调谐，以加速载体的提取。当使用卤化物元素浓度梯度时，价带的顶部会比传导带的底部受影响更大，这表明卤化物浓度梯度可以更快地将孔洞输送到空穴传输层。以往的研究已将卤化物离子转化为改变界面，形成卤化物浓度梯度，以提高钙钛矿太阳能的性能，但报道的方法是利用HBr的气化在钙钛矿层中形成Br浓度梯度，但这种方法复杂，不可控且高成本，不利于大规模生产。虽然获得的转化效率增加，但获得的短路电流密度比参考设备减少。目前在反式太阳能电池中，短路电流低，且难提升。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种高短路电流、高转化效率的钙钛矿太阳能电池制备方法；目的之二在于提供一种高短路电流、高转化效率的钙钛矿太阳能电池。

[0005] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0006] 1、一种高短路电流、高转化效率的钙钛矿太阳能电池制备方法，所述方法包括如下步骤：

[0007] (1)对透明导电基底进行预处理；

[0008] (2)在经步骤(1)处理后的透明导电基底上旋涂制备空穴传输层；

[0009] (3)在步骤(2)中空穴传输层上界面修饰一步法旋涂制备MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，所述界面修饰一步法旋涂制备MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层具体为：首先在步骤(2)中空穴传输层上旋涂甲基碘化胺层，然后将整体置于50-70℃下加热25-35s，再将MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂在甲基碘化胺层上，最后放置30-60s后退火处理，制得MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，其中，在所述MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂结束前10-20s时，开始滴加萃取液至所述 MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂结束；

[0010] (4)在步骤(3)中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层上旋涂制备电子传输层；

[0011] (5)在步骤(4 )中电子传输层上蒸镀金属背电极，即可。

[0012] 进一步，步骤(1)中，所述透明导电基底为ITO；步骤(5)中，所述金属背电极为Ag。

[0013] 进一步，步骤(2)中，所述空穴传输层为PEDOT:PSS空穴传输层。

[0014] 进一步，旋涂制备PEDOT:PSS空穴传输层的方法具体为：将经0.22um针头式过滤器过滤后的PEDOT：PSS溶液滴加到透明导电基底上，然后以8000rpm的速度旋涂40s，最后在 120℃下退火15min。

[0015] 进一步，步骤(3)中，所述甲基碘化胺层的旋涂方法具体为：将甲基碘化胺的二甲基亚砜溶液滴加到步骤(2)中空穴传输层上，然后以6000-8000rpm的速度旋涂40-60s；所述 MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂在甲基碘化胺层上的具体方法为：将MAPbI3-xClx的热前驱液滴加到甲基碘化胺层上，然后先以1000rpm的速度旋涂20s，再以3500rpm的速度旋涂35-40s。

[0016] 进一步，步骤(3)中，所述退火处理具体为在100-110℃下退火15-20min。

[0017] 进一步，步骤(3)中，所述萃取液为甲苯或氯苯。

[0018] 进一步，步骤(4)中，所述电子传输层为PCBM电子传输层。

[0019] 进一步，旋涂制备PCBM电子传输层的方法具体为：将PCBM氯苯溶液滴加到 MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层上，然后以2500rpm的速度旋涂40s。

[0020] 2、由所述的方法制备的钙钛矿太阳能电池。

[0021] 本发明的有益效果在于：本发明提供了一种高短路电流、高转化效率的钙钛矿太阳能电池制备方法及产品，该方法中通过界面修饰一步法旋涂制备MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，其首先在空穴传输层上旋涂甲基碘化胺层，然后在甲基碘化胺层上旋涂MAPbI3-xClx的热前驱液，当热的MAPbI3-xClx前驱液滴到甲基碘化胺层上时，会将旋涂好的甲基碘化胺层再次溶解，使得在空穴传输层和MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的界面处碘的浓度大于MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层其他位置的浓度，经后期退火结晶后，在空穴传输层和MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的界面处的MAPbI3-xClx钙钛矿层会形成碘离子浓度梯度，而这种卤素浓度梯度会提高钙钛矿的导带的位置，从而更加有利于空穴的传输，由于空穴的传输速率加快，使短路电流得到了提高，从而提高了转化效率。该方法简单易操作，与现有技术匹配，可以直接在工业生产中大规模推广，且在太阳能电池方面有着潜在的应用价值。

附图说明

[0022] 为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

[0023] 图1为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的结构示意图；

[0024] 图2为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的截面扫描电镜图；

[0025] 图3为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池中在PEDOT:PSS空穴传输层和MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层界面处形成的卤化物浓度梯度示意图；

[0026] 图4为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的能带结构图示意图；

[0027] 图5为实施例1-4中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的XRD图；

[0028] 图6为实施例1-4中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的紫外吸收光谱图；

[0029] 图7为实施例1-4中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的荧光图；

[0030] 图8为实施例1-4中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的荧光寿命图；

[0031] 图9为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的I-V曲线图；

[0032] 图10为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的光电转化效率图；

[0033] 图11为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的阻抗曲线图。

具体实施方式

[0034] 下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。

[0035] 实施例1

[0036] 制备钙钛矿太阳能电池

[0037] (1)将15mm×15mm的ITO依次经洗洁精、去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇各清洗30min后用氮气枪吹干，然后UV处理30min；

[0038] (2)将80uL经0.22um针头式过滤器过滤后的PEDOT：PSS溶液滴加到经步骤(1)处理后的ITO上，然后以8000rpm的速度旋涂40s，最后在120℃下退火15min，制得PEDOT:PSS 空穴传输层；

[0039] (3)在步骤(2)中PEDOT:PSS空穴传输层上一步法旋涂制备MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，具体为：将整体置于50℃下加热35s，再将50uL MAPbI3-xClx的热前驱液滴加到步骤(2) 中PEDOT:PSS空穴传输层上，然后先以1000rpm的速度旋涂20s，再以3500rpm的速度旋涂 35s，最后放置30s后在100℃下退火20min，制得MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，其中，在 MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂结束前10s时，开始滴加氯苯至MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂结束；

[0040] (4)将50uL PCBM氯苯溶液滴加到步骤(3)中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层上，然后以 2500rpm的速度旋涂40s，制得PCBM电子传输层；

[0041] (5)在高真空(＜2.5×10-5Pa)下，通过热蒸发在步骤(5)中PCBM电子传输层上沉积厚度为90nm的Ag膜，即可。

[0042] 实施例2

[0043] 制备高短路电流、高转化效率的钙钛矿太阳能电池

[0044] (1)将15mm×15mm的ITO依次经洗洁精、去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇各清洗30min后用氮气枪吹干，然后UV处理30min；

[0045] (2)将100uL经0.22um针头式过滤器过滤后的PEDOT：PSS溶液滴加到经步骤(1) 处理后的ITO上，然后以8000rpm的速度旋涂40s，最后在120℃下退火15min，制得 PEDOT:PSS空穴传输层；

[0046] (3)在步骤(2)中PEDOT:PSS空穴传输层上界面修饰一步法旋涂制备MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，具体为：将60uL浓度为1mg/mL的甲基碘化胺的二甲基亚砜溶液滴加到步骤(2) 中PEDOT:PSS空穴传输层上，然后以6000rpm的速度旋涂50s，然后将整体置于60℃下加热30s，再将50uL MAPbI3-xClx的热前驱液滴加到甲基碘化胺层上，然后先以1000rpm的速度旋涂20s，再以3500rpm的速度旋涂40s，最后放置45s后在105℃下退火20min，制得 MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，其中，在MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂结束前15s时，开始滴加甲苯至MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂结束；

[0047] (4)将50uL PCBM氯苯溶液滴加到步骤(3)中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层上，然后以2500rpm的速度旋涂40s，制得PCBM电子传输层；

[0048] (5)在高真空(＜2.5×10-5Pa)下，通过热蒸发在步骤(5)中PCBM电子传输层上沉积厚度为100nm的Ag膜，即可。

[0049] 实施例3

[0050] (1)将15mm×15mm的ITO依次经洗洁精、去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇各清洗30min后用氮气枪吹干，然后UV处理30min；

[0051] (2)将120uL经0.22um针头式过滤器过滤后的PEDOT：PSS溶液滴加到经步骤(1) 处理后的ITO上，然后以8000rpm的速度旋涂40s，最后在120℃下退火15min，制得 PEDOT:PSS空穴传输层；

[0052] (3)在步骤(2)中PEDOT:PSS空穴传输层上界面修饰一步法旋涂制备MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，具体为：将60uL浓度为4mg/mL的甲基碘化胺的二甲基亚砜溶液滴加到步骤(2) 中PEDOT:PSS空穴传输层上，然后以8000rpm的速度旋涂40s，然后将整体置于70℃下加热25s，再将50uL MAPbI3-xClx的热前驱液滴加到甲基碘化胺层上，然后先以1000rpm的速度旋涂20s，再以3500rpm的速度旋涂35s，最后放置60s后在110℃下退火15min，制得 MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，其中，在MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂结束前20s时，开始滴加甲苯至MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂结束；

[0053] (4)将50uL PCBM氯苯溶液滴加到步骤(3)中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层上，然后以 2500rpm的速度旋涂40s，制得PCBM电子传输层；

[0054] (5)在高真空(＜2.5×10-5Pa)下，通过热蒸发在步骤(5)中PCBM电子传输层上沉积厚度为110nm的Ag膜，即可。

[0055] 实施例4

[0056] (1)将15mm×15mm的ITO依次经洗洁精、去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇各清洗30min后用氮气枪吹干，然后UV处理30min；

[0057] (2)将100uL经0.22um针头式过滤器过滤后的PEDOT：PSS溶液滴加到经步骤(1) 处理后的ITO上，然后以8000rpm的速度旋涂40s，最后在120℃下退火15min，制得 PEDOT:PSS空穴传输层；

[0058] (3)在步骤(2)中PEDOT:PSS空穴传输层上界面修饰一步法旋涂制备MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，具体为：将60uL浓度为8mg/mL的甲基碘化胺的二甲基亚砜溶液滴加到步骤(2) 中PEDOT:PSS空穴传输层上，然后以7000rpm的速度旋涂60s，然后将整体置于60℃下加热30s，再将50uL MAPbI3-xClx的热前驱液滴加到甲基碘化胺层上，然后先以1000rpm的速度旋涂20s，再以3500rpm的速度旋涂40s，最后放置45s后在110℃下退火15min，制得 MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层，其中，在MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂结束前20s时，开始滴加甲苯至MAPbI3-xClx的热前驱液旋涂结束；

[0059] (4)将50uL PCBM氯苯溶液滴加到步骤(3)中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层上，然后以 2500rpm的速度旋涂40s，制得PCBM电子传输层；

[0060] (5)在高真空(＜2.5×10-5Pa)下，通过热蒸发在步骤(5)中PCBM电子传输层上沉积厚度为120nm的Ag膜，即可。

[0061] 图1为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的结构示意图，图2为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的截面扫描电镜图，由图1和图2可知，实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池从下往上依次由ITO透明导电基底、PEDOT:PSS空穴传输层、MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层、PCBM电子传输层和Ag电极组成。

[0062] 图3为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池中在PEDOT:PSS空穴传输层和MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层界面处形成的卤化物浓度梯度示意图，图3中最右侧灰色条带显示了 MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层底部附近的碘浓度梯度，由图3可知，由于实施例1中在旋涂制备 MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层前未旋涂甲基碘化胺的二甲基亚砜溶液，其制备的钙钛矿太阳能电池中在PEDOT:PSS空穴传输层和MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层界面处未形成卤化物浓度梯度，而实施例2-4中，均在旋涂制备MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层前旋涂了甲基碘化胺的二甲基亚砜溶液，制备的钙钛矿太阳能电池中在PEDOT:PSS空穴传输层和MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层界面处形成了卤化物浓度梯度，且卤化物浓度随旋涂的甲基碘化胺的二甲基亚砜溶液中甲基碘化胺浓度的增大而增大。

[0063] 图4为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的能带结构图示意图，其中，图4中a图为的实施例1中制备的钙钛矿太阳能电池的能带结构图示意图，由图4中a图可知，空穴传输到空穴传输层比电子传输到电子传输层难；图4中b图为实施例2-4中制备的的钙钛矿太阳能电池的能带结构图示意图，由图4中b图可知，在靠近空穴传输层这一侧，利用碘的浓度梯度，提高导带的位置，从而提高空穴传输到空穴传输层的能力，进而提高整个器件的短路电流及转化效率。

[0064] 图5为实施例1-4中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的XRD图，其中，图5中b图为图5 中a图的局部放大，由图5中a图可知，实施例1-4中均形成了MAPbI3-xClx钙钛矿结构，由于MAPbI3-xClx钙钛矿前驱液中PbI2的含量微过量，所以在b图中12.6°的地方显示了微过量的PbI2的特征峰及其变化，在预旋涂的甲基碘化胺被热的MAPbI3-xClx钙钛矿前驱液再溶解后，当退火时，在MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层底部(PEDOT:PSS空穴传输层和MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层界面处)，再溶解甲基碘化胺会和在PEDOT:PSS空穴传输层和MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层界面处微过量的PbI2发生钙钛矿的结晶反应，所以随着预旋涂的甲基碘化胺浓度的增加，微过量PbI2的特征峰逐渐降低，当大于4mg/ml时，由于在空穴传输层和钙钛矿层的界面处的PbI2含量有限，故过量PbI2的特征峰变化不在明显，这也说明预旋涂的甲基碘化胺只与在PEDOT:PSS空穴传输层和MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层界面处的微过量PbI2发生结晶反应，而不会和钙钛矿吸光层其他位置的微过量的PbI2发生反应。预旋涂的甲基碘化胺一方面减少了在PEDOT:PSS空穴传输层和MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层界面处的PbI2的含量，另一方面由于在MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层底部加入了甲基碘化胺，添加了碘元素，故能够在 PEDOT:PSS空穴传输层和MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层界面处形成碘的浓度梯度。

[0065] 图6为实施例1-4中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的紫外吸收光谱图，其中，图6中b图为图6中a图的局部放大，由图6中a图可知，预旋涂的甲基碘化胺制备的MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的吸收强度没有什么明显变化，说明短路电流的增加不是因为MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层吸收强度的增加。由图6中b图可知，预旋涂的甲基碘化胺制备的MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的吸收峰的位置有轻微地红移，这表明预旋涂的甲基碘化胺制备的MAPbI3-xClx 钙钛矿吸光层的光学带隙变窄，进一步验证了，在PEDOT:PSS空穴传输层和MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层界面处的碘的浓度梯度导致了钙钛矿的导带的位置提高。

[0066] 图7为实施例1-4中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的荧光图，由图7可知，预旋涂不同浓度的甲基碘化胺制备的MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的荧光强度比没有旋涂甲基碘化胺制备的 MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的荧光强度小，说明预旋涂甲基碘化胺制备的MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层在光照下生成的载流子(电子-空穴对)被快速转移走，同时表明了在空穴传输层和钙钛矿界面处的碘的浓度梯度能够提高空穴的传输速率，加快空穴从吸光层转移到空穴传输层。其中，预旋涂不同浓度甲基碘化胺制备的MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的荧光强度呈现先下降后上升的趋势，而预旋涂4mg/ml的甲基碘化胺制备的MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的荧光强度最小。

[0067] 图8为实施例1-4中MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的荧光寿命图，由图8可知，预旋涂不同浓度的甲基碘化胺制备的MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的荧光寿命比没有旋涂甲基碘化胺制备的MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的荧光寿命要短，其中，预旋涂4mg/ml的甲基碘化胺制备的MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层的荧光寿命最短。而荧光寿命越短，说明载流子的寿命越长，即载流子的扩散长度越长，而载流子的扩散长度越长表明载流子更加容易从吸光层转移到空穴传输层。

[0068] 图9为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的I-V曲线图，由图9可知，预旋涂不同浓度的甲基碘化胺制备的钙钛矿太阳能电池的短路电流比没有旋涂甲基碘化胺制备的钙钛矿电池要高很多，其中，预旋涂4mg/ml甲基碘化胺制备的钙钛矿太阳能电池的短路电流达到最大值，相比于没有旋涂甲基碘化胺制备的钙钛矿电池提高了20％。

[0069] 图10为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的光电转化效率图，由图10可知，图10 中b图为图10中a图的局部放大，由图10中a图可知，预旋涂不同浓度的甲基碘化胺制备的钙钛矿太阳电池的光电转化效率比没有旋涂甲基碘化胺制备的钙钛矿电池要高，这表明同样的光照下，产生的光电流更大，这与图9中的短路电流的变化趋势一致，其中，预旋涂
4mg/ml 甲基碘化胺制备的钙钛矿太阳能电池的光电转化效率最大，导致短路电流最大。

[0070] 图11为实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的阻抗曲线图，由图11可知，预旋涂不同浓度的甲基碘化胺制备的钙钛矿太阳电池的界面电阻比没有旋涂甲基碘化胺制备的钙钛矿电池要小，这表明预旋涂甲基碘化胺能降低界面电阻，使得空穴从吸光层传输到空穴传输层更加容易。

[0071] 测试实施例1-4中制备的钙钛矿太阳能电池的开路电压、短路电流、填充因子、及转化效率，结果见表1。

[0072] 表1

[0073]2
  Voc(V) Jsc(mA/cm) FF(％) PCE(％)
0mg/ml-MAI 0.97 19.66 77.01 14.80
1mg/ml-MAI 0.98 22.76 71.48 15.96
4mg/ml-MAI 1.01 23.52 70.05 16.67
8mg/ml-MAI 0.99 22.99 68.54 15.66

[0074] 由表1可知，预旋涂不同浓度的甲基碘化胺制备的钙钛矿太阳电池的短路电流和光电转化效率比没有旋涂甲基碘化胺制备的钙钛矿电池短路电流和光电转化效率都要大，是因为预旋涂不同浓度的甲基碘化胺制备的钙钛矿太阳电池中在PEDOT:PSS空穴传输层和 MAPbI3-xClx钙钛矿吸光层界面处形成碘的浓度梯度，表明卤素浓度梯度能够明显提升钙钛矿电池的短路电流和光电转化效率，其中，预旋涂4mg/ml甲基碘化胺制备的钙钛矿太阳能电池的短路电流和光电转化效率达到最大。

[0075] 最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。