[发明专利]一种双面光响应钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种双面光响应钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述双面光响应钙钛矿太阳能电池，包括依次叠层的透明导电基底、光阳极吸光层及透明复合对电极；其特征在于，所述透明复合对电极由具有多激子特性以及紫外或可见或红外吸光特性的量子点修饰的透明导电高分子聚合物组成，制备对紫外或可见或红外具有光响应的复合透明对电极；

所述双面光响应钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

（1）选择一块透明导电基底，在透明导电基底上制备光阳极吸光层；

（2）在另一块透明导电基底上旋涂制备聚二甲基硅氧烷薄膜，作为薄膜转移层压基底；

（3）在步骤（2）所得薄膜转移层压基底上制备透明导电高分子聚合物薄膜；

（4）在步骤（3）所得透明导电高分子聚合物薄膜表面沉积量子点，得透明复合对电极；

（5）将步骤（4）所得透明复合对电极采用薄膜转移层压法转移至步骤（1）所得光阳极吸光层表面，剥落薄膜转移层压基底，经干燥处理后即得钙钛矿太阳能电池；

所述量子点为CdSe、CdS、Ag₂Se、Ag₂S、PbS、石墨烯中的至少一种；

所述透明导电高分子聚合物为具有空穴传输能力的多孔有机聚苯胺，或聚3,4-亚乙基二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸盐的混合物。

2.根据权利要求1所述的双面光响应钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述光阳极吸光层材料由TiO₂及CH₃NH₃PbI₃组成；所述透明导电基底选用FTO导电玻璃。

3.根据权利要求1所述的双面光响应钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）的具体操作步骤如下：将透明导电基底依次用去离子水、丙酮、乙醇分别清洗15-20min，干燥后用紫外臭氧清洗机处理除去残留的有机物；将TiO₂无水乙醇溶液旋涂至清洗干净的透明导电基底表面，并在450-500℃下退火30-50 min，获得厚度为0.5-0.8 μm的TiO₂电子传输层；在所得的TiO₂电子传输层上旋涂钙钛矿CH₃NH₃PbI₃薄膜，90-120℃下退火处理40-90min，获得致密的光阳极吸光层；

所述步骤（2）的具体操作步骤如下：将另一块透明导电基底依次用去离子水、丙酮、乙醇分别清洗15-20 min，干燥后用紫外臭氧清洗机清洗；将聚二甲基硅氧烷预聚体旋涂于透明导电基底表面，80-100℃下真空干燥40-120min，即得薄膜转移层压基底。

4.根据权利要求1所述的双面光响应钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）的具体操作步骤如下：以0.2-1.5 mol/L的盐酸作为溶剂制备苯胺单体溶液，或3,4-亚乙基二氧噻吩单体与苯乙烯磺酸盐单体的混合溶液，使得溶液中单体的浓度为0.2-1.2 mol/L，得单体溶液Ⅰ；然后加入空间稳定剂聚吡咯烷酮，聚吡咯烷酮的质量占单体溶液Ⅰ质量的2.0-5.0wt%，得单体溶液Ⅱ；再将步骤（2）中制备的薄膜转移层压基底浸入单体溶液Ⅱ中，加入氧化剂过硫酸铵，过硫酸铵和单体溶液Ⅱ中单体的摩尔比为0.5-3︰1，在-5~5℃下反应20-60min，得到聚苯胺薄膜，或聚3,4-亚乙基二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸盐薄膜。

5.根据权利要求1所述的双面光响应钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）的具体操作步骤如下：对于CdSe、CdS、PbS、Ag₂Se、Ag₂S量子点，采用连续离子层沉积法将其沉积于透明多孔有机聚苯胺薄膜，或聚3,4-亚乙基二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸盐薄膜表面；对于石墨烯量子点，直接将聚苯胺薄膜，或聚3,4-亚乙基二氧噻吩与聚苯乙烯磺酸盐薄膜浸泡至浓度为0.1-0.5 mol/L的石墨烯量子点溶液中3-5 h进行沉积。