一种低温介孔碳基钙钛矿太阳能电池及其制备方法与流程

文档序号:20001810发布日期:2020-02-22 03:15阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种低温介孔碳基钙钛矿太阳能电池,其特征在于,包括基底,基底的表面从下至上依次设有透明导电层、致密电子传输层、介孔电子传输层、介孔阻挡层和碳电极;

所述介孔电子传输层、介孔阻挡层和碳电极中渗透有钙钛矿,各层之间紧密贴合,形成稳定的层状介孔结构;

所述碳电极采用无机胶体纳米晶作为粘接剂,由无机胶体纳米晶与石墨、炭黑颗粒共混而成;所述无机胶体纳米晶表面含有大量无定型的胶相以及表面羟基,无机胶体纳米晶与石墨、炭黑颗粒表面基团产生氢键作用,所制备的碳电极具有导电性好、孔隙度高的优点。

2.根据权利要求1所述的低温介孔碳基钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述无机胶体纳米晶包含sio2、zro2、al2o3、tio2胶体纳米晶中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的低温介孔碳基钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述石墨、炭黑和无机胶体纳米晶的质量比为2:0.75:(0.05~0.2)。

4.根据权利要求1所述的低温介孔碳基钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述透明导电层采用掺杂f的sno2,或者in2o3-sno2,透明导电层与基底形成导电玻璃fto或ito。

5.根据权利要求1所述的低温介孔碳基钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述致密电子传输层采用tio2或者sno2制备而成。

6.根据权利要求1所述的低温介孔碳基钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述介孔电子传输层采用tio2、sno2纳米晶制备而成,纳米晶的尺寸为5~30nm;

所述介孔阻挡层采用sio2、zro2氧化物纳米晶制备而成,纳米晶的尺寸为5~30nm。

7.根据权利要求1所述的低温介孔碳基钙钛矿太阳能电池,其特征在于,所述钙钛矿采用有机-无机杂化铅卤化物钙钛矿材料,其分子式为abx3,其中a为有机基团,如甲胺基、甲脒基中的一种或多种组合;b为金属阳离子,如铅离子;x为卤素离子,如氯、溴、碘中的一种或多种组合。

8.根据权利要求1~7中任一项所述低温介孔碳基钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)低温介孔骨架制备:在基底上依次制备透明导电层、致密电子传输层、介孔电子传输层、介孔阻挡层和碳电极,每层都在100~150℃的温度下进行热处理,得到介孔骨架;所述碳电极由无机胶体纳米晶与石墨、炭黑颗粒共混而成;

(2)低温真空填充钙钛矿:在真空环境下,将钙钛矿前驱体溶液渗透至所述介孔电子传输层、介孔阻挡层和碳电极中,在30~100℃的温度下进行退火处理,使钙钛矿前驱体结晶,制得所述低温介孔碳基钙钛矿太阳能电池。

9.根据权利要求8所述的低温介孔碳基钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,钙钛矿前驱体溶液配置方法为:通过将钙钛矿材料溶解在溶剂中配制而成。

10.根据权利要求8所述的低温介孔碳基钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,采用低温真空渗透技术,将钙钛矿前驱体溶液在100℃以内的温度下渗透至所述介孔电子传输层、介孔阻挡层和碳电极中。

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