本发明涉及太阳电池领域，具体的涉及一种钙钛矿太阳电池。
背景技术：
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绿色、安全和可再生的太阳能使光伏发电成为解决人类能源危机与环境污染的理想方案。更高的光电转换效率和更低的制备成本是全面推广光伏发电的两个前提条件。因此，兼具高效率个低成本特性的太阳能电池是人们不断追求的目标。钙钛矿型太阳能电池以其低成本、制备工艺简单等优点受到全世界科学研究者的广泛关注，成为最具潜力的可再生能源之一。
钙钛矿基薄膜太阳电池的一般结构为：致密层、支架层、吸光层、空穴传输层和对电极。其中，空穴传输层的使用能有效的阻挡电子，增加阳极对空穴的收集，提高空穴在器件中的传输效率，从而改善器件性能，然而应用最广泛的空穴传输材料是Spiro-OMeTAD材料，其制备工艺复杂，价格昂贵，这就严重制约了钙钛矿太阳电池效率的进一步提升和商业化生产的实现。
技术实现要素：
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本发明的目的是提供一种新型高效率钙钛矿太阳电池，该电池制备成本低，稳定性好，光电转换效率高。
本发明的另一个目的是提供该新型高效率钙钛矿太阳电池的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种钙钛矿太阳电池，该钙钛矿太阳电池包括导电玻璃，N型TiO2缓冲层，钙钛矿光吸收层，复合空穴传输层和金属电极，所述复合空穴传输层为乙酰丙酮铜和Spiro-OMeTAD复合层。
一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电玻璃用丙酮、乙醇、去离子水超声20-60min，然后擦洗烘干待用；
(2)在室温下，将20-40ml乙醇、10-20ml去离子水和2-5ml浓度为0.2-0.3mol/L的盐酸配制成混合溶液A，将15-20ml钛酸四丁酯、40-100ml乙醇、5-10ml乙酰丙酮配制成混合溶液B，并将混合溶液A逐滴加入到混合溶液B中，3000-5000rpm的转速下搅拌2-6h得到TiO2溶胶；
(3)将步骤(2)得到的TiO2溶胶以2000-3000rpm的转速旋涂到步骤(1)的导电玻璃上，然后放入马弗炉中，烧结1-3h，得到厚度为30-50nm的N型TiO2缓冲层；
(4)将步骤(3)制得的N型TiO2缓冲层冷却至室温后，首先将30-50μl碘化铅溶液滴在N型TiO2缓冲层上，在3000-5000r/s下旋涂30s，然后再温度为70-100℃下加热30min；冷却至室温，再将80-100μl碘甲胺溶液喷涂于碘化铅上，反应20-40s，然后在3500r/s下旋涂30s，最后在70-90℃下加热30min，得到钙钛矿光吸收层；
(5)在钙钛矿光吸收层上旋涂乙酰丙酮铜前驱体溶液，在80-100℃下加热结晶20min，冷却至室温，再旋涂20μl的Spiro-OMeTAD，得到复合空穴传输层；
(6)在空穴传输层上蒸镀一层金属电极，制得钙钛矿太阳电池。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述是烧结的温度为450-500℃。
作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述乙酰丙酮铜前驱体溶液的浓度为1.5-3mg/ml。
作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述乙酰丙酮铜前驱体溶液的旋涂的转速为4500r/s，时间为30s。
作为上述技术方案的优选，所述Spiro-OMeTAD溶液旋涂的转速为4000r/s，时间为20s。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，旋涂碘化铅溶液时，先将碘化铅溶液滴在N型TiO2缓冲层上，静置30-60s后再旋涂，旋涂结束后静置2-5min后再加热。
作为上述技术方案的优选，步骤(6)中，所述金属电极为Au或Ag，金属电极的厚度为50-100nm。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用N型TiO2材料作为阴极缓冲层，并采用有机材料与无机材料复合作为钙钛矿太阳电池的复合空穴传输层，无机材料的加入，大大提高了空穴传输层的空穴迁移率，从而增加了太阳电池的光电转换效率，而且无机材料的加入减小了昂贵的有机材料的加入，节约了成本。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种新型高效率钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电玻璃用丙酮、乙醇、去离子水超声20min，然后擦洗烘干待用；
(2)在室温下，将20ml乙醇、10ml去离子水和2ml浓度为0.2mol/L的盐酸配制成混合溶液A，将15ml钛酸四丁酯、40ml乙醇、5ml乙酰丙酮配制成混合溶液B，并将混合溶液A逐滴加入到混合溶液B中，3000rpm的转速下搅拌2h得到TiO2溶胶；
(3)将步骤(2)得到的TiO2溶胶以2000rpm的转速旋涂到步骤(1)的导电玻璃上，然后放入马弗炉中，450℃下烧结1h，得到厚度为30nm的N型TiO2缓冲层；
(4)将步骤(3)制得的N型TiO2缓冲层冷却至室温后，首先将30μl碘化铅溶液滴在N型TiO2缓冲层上，静置30s后，在3000r/s下旋涂30s，旋涂结束后静置2min，然后在温度为70℃下加热30min；冷却至室温，再将80μl碘甲胺溶液喷涂于碘化铅上，反应20s，然后在3500r/s下旋涂30s，最后在70℃下加热30min，得到钙钛矿光吸收层；
(5)在钙钛矿光吸收层上旋涂浓度为1.5mg/ml的乙酰丙酮前驱体溶液，旋涂转速为4500r/s，旋涂时间为30s，然后在80℃下加热结晶20min，冷却至室温，再在4000r/s的转速旋涂20μl的Spiro-OMeTAD，旋涂20s，得到复合空穴传输层；
(6)在空穴传输层上蒸镀一层厚度为50nm的Au电极，制得新型高效率钙钛矿太阳电池。
实施例2
一种新型高效率钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电玻璃用丙酮、乙醇、去离子水超声20-60min，然后擦洗烘干待用；
(2)在室温下，将40ml乙醇、20ml去离子水和5ml浓度为0.3mol/L的盐酸配制成混合溶液A，将20ml钛酸四丁酯、100ml乙醇、10ml乙酰丙酮配制成混合溶液B，并将混合溶液A逐滴加入到混合溶液B中，5000rpm的转速下搅拌6h得到TiO2溶胶；
(3)将步骤(2)得到的TiO2溶胶以3000rpm的转速旋涂到步骤(1)的导电玻璃上，然后放入马弗炉中，500℃下烧结3h，得到厚度为50nm的N型TiO2缓冲层；
(4)将步骤(3)制得的N型TiO2缓冲层冷却至室温后，首先将50μl碘化铅溶液滴在N型TiO2缓冲层上，静置60s后，在5000r/s下旋涂30s，旋涂结束后静置5min，然后在温度为100℃下加热30min；冷却至室温，再将100μl碘甲胺溶液喷涂于碘化铅上，反应40s，然后在3500r/s下旋涂30s，最后在90℃下加热30min，得到钙钛矿光吸收层；
(5)在钙钛矿光吸收层上旋涂浓度为3mg/ml的乙酰丙酮前驱体溶液，旋涂转速为4500r/s，旋涂时间为30s，然后在100℃下加热结晶20min，冷却至室温，再在4000r/s的转速旋涂20μl的Spiro-OMeTAD，旋涂20s，得到复合空穴传输层；
(6)在空穴传输层上蒸镀一层厚度为100nm的Au电极，制得新型高效率钙钛矿太阳电池。
实施例3
一种新型高效率钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电玻璃用丙酮、乙醇、去离子水超声30min，然后擦洗烘干待用；
(2)在室温下，将25ml乙醇、12ml去离子水和3ml浓度为0.22mol/L的盐酸配制成混合溶液A，将16ml钛酸四丁酯、50ml乙醇、6ml乙酰丙酮配制成混合溶液B，并将混合溶液A逐滴加入到混合溶液B中，3500rpm的转速下搅拌3h得到TiO2溶胶；
(3)将步骤(2)得到的TiO2溶胶以2500rpm的转速旋涂到步骤(1)的导电玻璃上，然后放入马弗炉中，460℃下烧结1.5h，得到厚度为35nm的N型TiO2缓冲层；
(4)将步骤(3)制得的N型TiO2缓冲层冷却至室温后，首先将35μl碘化铅溶液滴在N型TiO2缓冲层上，静置40s后，在3500r/s下旋涂30s，旋涂结束后静置3min，然后在温度为80℃下加热30min；冷却至室温，再将85μl碘甲胺溶液喷涂于碘化铅上，反应30s，然后在3500r/s下旋涂30s，最后在75℃下加热30min，得到钙钛矿光吸收层；
(5)在钙钛矿光吸收层上旋涂浓度为1.8mg/ml的乙酰丙酮前驱体溶液，旋涂转速为4500r/s，旋涂时间为30s，然后在85℃下加热结晶20min，冷却至室温，再在4000r/s的转速旋涂20μl的Spiro-OMeTAD，旋涂20s，得到复合空穴传输层；
(6)在空穴传输层上蒸镀一层厚度为60nm的Ag电极，制得新型高效率钙钛矿太阳电池。
实施例4
一种新型高效率钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电玻璃用丙酮、乙醇、去离子水超声40min，然后擦洗烘干待用；
(2)在室温下，将30ml乙醇、14ml去离子水和3.5ml浓度为0.24mol/L的盐酸配制成混合溶液A，将17ml钛酸四丁酯、60ml乙醇、7ml乙酰丙酮配制成混合溶液B，并将混合溶液A逐滴加入到混合溶液B中，4000rpm的转速下搅拌4h得到TiO2溶胶；
(3)将步骤(2)得到的TiO2溶胶以2000rpm的转速旋涂到步骤(1)的导电玻璃上，然后放入马弗炉中，470℃下烧结1.8h，得到厚度为40nm的N型TiO2缓冲层；
(4)将步骤(3)制得的N型TiO2缓冲层冷却至室温后，首先将40μl碘化铅溶液滴在N型TiO2缓冲层上，静置50s后，在4000r/s下旋涂30s，旋涂结束后静置4min，然后在温度为85℃下加热30min；冷却至室温，再将90μl碘甲胺溶液喷涂于碘化铅上，反应35s，然后在3500r/s下旋涂30s，最后在80℃下加热30min，得到钙钛矿光吸收层；
(5)在钙钛矿光吸收层上旋涂浓度为2mg/ml的乙酰丙酮前驱体溶液，旋涂转速为4500r/s，旋涂时间为30s，然后在90℃下加热结晶20min，冷却至室温，再在4000r/s的转速旋涂20μl的Spiro-OMeTAD，旋涂20s，得到复合空穴传输层；
(6)在空穴传输层上蒸镀一层厚度为70nm的Ag电极，制得新型高效率钙钛矿太阳电池。
实施例5
一种新型高效率钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电玻璃用丙酮、乙醇、去离子水超声50min，然后擦洗烘干待用；
(2)在室温下，将35ml乙醇、16ml去离子水和4ml浓度为0.26mol/L的盐酸配制成混合溶液A，将18ml钛酸四丁酯、70ml乙醇、8ml乙酰丙酮配制成混合溶液B，并将混合溶液A逐滴加入到混合溶液B中，4500rpm的转速下搅拌5h得到TiO2溶胶；
(3)将步骤(2)得到的TiO2溶胶以3000rpm的转速旋涂到步骤(1)的导电玻璃上，然后放入马弗炉中，480℃下烧结2.5h，得到厚度为45nm的N型TiO2缓冲层；
(4)将步骤(3)制得的N型TiO2缓冲层冷却至室温后，首先将45μl碘化铅溶液滴在N型TiO2缓冲层上，静置55s后，在4500r/s下旋涂30s，旋涂结束后静置4min，然后在温度为90℃下加热30min；冷却至室温，再将95μl碘甲胺溶液喷涂于碘化铅上，反应40s，然后在3500r/s下旋涂30s，最后在85℃下加热30min，得到钙钛矿光吸收层；
(5)在钙钛矿光吸收层上旋涂浓度为2.5mg/ml的乙酰丙酮前驱体溶液，旋涂转速为4500r/s，旋涂时间为30s，然后在95℃下加热结晶20min，冷却至室温，再在4000r/s的转速旋涂20μl的Spiro-OMeTAD，旋涂20s，得到复合空穴传输层；
(6)在空穴传输层上蒸镀一层厚度为80nm的Ag电极，制得新型高效率钙钛矿太阳电池。
实施例6
一种新型高效率钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)将导电玻璃用丙酮、乙醇、去离子水超声55min，然后擦洗烘干待用；
(2)在室温下，将40ml乙醇、18ml去离子水和4.5ml浓度为0.28mol/L的盐酸配制成混合溶液A，将19ml钛酸四丁酯、80ml乙醇、9ml乙酰丙酮配制成混合溶液B，并将混合溶液A逐滴加入到混合溶液B中，5000rpm的转速下搅拌5.5h得到TiO2溶胶；
(3)将步骤(2)得到的TiO2溶胶以2000rpm的转速旋涂到步骤(1)的导电玻璃上，然后放入马弗炉中，490℃下烧结3h，得到厚度为50nm的N型TiO2缓冲层；
(4)将步骤(3)制得的N型TiO2缓冲层冷却至室温后，首先将45μl碘化铅溶液滴在N型TiO2缓冲层上，静置55s后，在5000r/s下旋涂30s，旋涂结束后静置5min，然后在温度为95℃下加热30min；冷却至室温，再将95μl碘甲胺溶液喷涂于碘化铅上，反应35s，然后在3500r/s下旋涂30s，最后在90℃下加热30min，得到钙钛矿光吸收层；
(5)在钙钛矿光吸收层上旋涂浓度为2.8mg/ml的乙酰丙酮前驱体溶液，旋涂转速为4500r/s，旋涂时间为30s，然后在100℃下加热结晶20min，冷却至室温，再在4000r/s的转速旋涂20μl的Spiro-OMeTAD，旋涂20s，得到复合空穴传输层；
(6)在空穴传输层上蒸镀一层厚度为90nm的Au电极，制得新型高效率钙钛矿太阳电池。