[发明专利]一种在极低温度下具有大电流输出的钙钛矿太阳能电池

权利要求书

1.一种在极低温度下具有大电流输出的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括从下自上依次层叠的导电透明衬底、无机电子传输层、阻隔层、无机空穴传输层及碳电极；所述无机电子传输层、阻隔层、无机空穴传输层及碳电极均填充有钙钛矿吸光材料；

所述导电透明衬底用于传输电子，所述无机电子传输层用于提取钙钛矿吸光材料中的电子并传输，所述阻隔层用于防止电子与空穴在无机电子传输层与无机空穴传输层的界面处发生复合，所述无机空穴传输层用于空穴的提取，所述碳电极用于传输电荷。

2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述导电透明衬底的材料为FTO导电玻璃；所述无机电子传输层为填充有钙钛矿吸光材料的TiO₂介孔层，阻隔层为填充有钙钛矿吸光材料的Al₂O₃介孔层，无机空穴传输层为填充有钙钛矿吸光材料的NiO介孔层，碳电极的材料为填充有钙钛矿吸光材料的炭黑和石墨。

3.如权利要求1或2所述的的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述无机电子传输层、阻隔层、无机空穴传输层及碳电极填充的钙钛矿吸光材料为CH₃NH₃PbI₃钙钛矿。

4.一种如权利要求1～3任一项所述的在极低温度下具有大电流输出的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备空白模，包括如下子步骤：

(1.1)将FTO导电玻璃清洗烘干，作为透明导电衬底；

(1.2)将TiO₂浆料印刷到透明导电衬底上，烧结形成具有孔洞的无机电子传输层；

(1.3)将Al₂O₃浆料印刷到无机电子传输层上，烧结形成具有孔洞的阻隔层；

(1.4)将NiO浆料印刷到阻隔层上，烧结形成具有孔洞的无机空穴传输层；

(1.5)将碳浆料印刷到无机空穴传输层上，在加热板上烧结形成碳电极，获得空白模；

(2)将CH₃NH₃I与PbI₂按照摩尔比1：1溶解在二甲基甲酰胺里并搅拌获得均匀的溶液，将均匀的溶液滴在所述空白模上并加热，获得钙钛矿太阳能电池。

5.如权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述烧结的方法如下：

第一阶段：经过15～20分钟升温到125～130摄氏度，保温10～15分钟；

第二阶段：经过15～20分钟从125～130摄氏度升温到375～380摄氏度，保温10～15分钟；

第三阶段：经过15～20分钟从375～400摄氏度升温到450～455摄氏度，保温10～15分钟；

第四阶段：从450～455摄氏度升温到500～505摄氏度，保温30～35分钟。

6.如权利要求4或5所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述CH₃NH₃I的制备包括如下步骤：

(a)将甲胺与HI按照摩尔比1：1混合后在0～3摄氏度反应2～3个小时；

(b)将步骤(a)获得的反应物进行蒸发，获得CH₃NH₃I；

(c)对步骤(b)获得的CH₃NH₃I进行乙醚重结晶处理；

(d)将步骤(c)的产物干燥形成CH₃NH₃I粉末。