[发明专利]基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池，其特征在于，该介观太阳能电池包括基底（1）和依次层叠于该基底（1）上的空穴阻挡层（2）、介孔纳米晶层（3）、介孔绝缘间隔层（4）和介孔空穴收集层（5）；

其中，所述介孔纳米晶层（3）、介孔绝缘间隔层（4）和介孔空穴收集层（5）中均填充有钙钛矿类半导体材料,从而使得所述介孔纳米晶层（3）成为活性吸光层，以作为电池光阳极，所述介孔绝缘间隔层（4）成为空穴传输层。

2.根据权利要求1所述的一种基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池，其特征在于，所述介孔纳米晶层（3）和介孔绝缘间隔层（4）均为介孔无机纳米氧化物薄膜。

3.根据权利要求2所述的一种基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池，其特征在于，所述介孔无机纳米氧化物为二氧化钛、二氧化锆、三氧化二铝和二氧化硅中的至少一种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿类半导体材料为ABX₃，其中A为烷基胺、碱族元素中至少一种，B为铅、锡中至少一种，X为碘、溴和氯中至少一种。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池，其特征在于，所述空穴阻挡层（5）为致密二氧化钛薄膜。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿类半导体材料的填充通过将其前驱液滴涂在所述介孔空穴收集层（5）上，并使其从上至下从介孔空穴收集层（5）依次渗透填充到介孔纳米晶层（3）的纳米孔中实现。

7.一种基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在导电基底（1）上制备一层空穴阻挡层（2）；

（2）在所述空穴阻挡层（2）上依次层叠介孔纳米晶层（3）、介孔绝缘间隔层（4）和介孔空穴收集层（5）并烧结；

（3）将钙钛矿吸光半导体材料前驱液滴涂在所述介孔空穴收集层（5）上，使其从上至下依次从所述介孔空穴收集层（5）填充到介孔纳米晶层（3）的纳米孔中，烘干即得到介观太阳能电池器件。

8.根据权利要求7所述的基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述介孔纳米晶层（3）和介孔绝缘间隔层（4）均为介孔无机纳米氧化物薄膜。

9.根据权利要求7或8所述的基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述介孔纳米晶层（3）、介孔绝缘间隔层（4）和空穴收集层（5）采用印刷或刮涂的方式层叠制备。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的基于钙钛矿类吸光材料的介观太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）之后还可以包括填充辅助P型半导体材料的步骤，以优化所述介孔纳米晶层（3）、介孔绝缘间隔层（4）和介孔空穴收集层（5）薄膜中的空穴传输性能。