[发明专利]一种用拓扑绝缘体作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池

权利要求书

1.一种用拓扑绝缘体作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，其采用拓扑绝缘体作为电子传输层；

拓扑绝缘体电子传输层为Bi₂Se₃、Sb₂Te₃、Bi₂Te₃中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的用拓扑绝缘体作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括以下步骤：

（1）清洗透明FTO导电玻璃，得到透明导电基底；

（2）在步骤（1）所得透明导电基底上制备拓扑绝缘体电子传输层；

（3）依次将钙钛矿CH₃NH₃PbX₃吸光层、空穴传输层旋涂至拓扑绝缘体电子传输层上，再覆盖对电极，得到用拓扑绝缘体作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池；

其中，X=Cl、I或Br。

3.根据权利要求2所述的用拓扑绝缘体作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述步骤（1）中，清洗方式为：依次采用去离子水、无水乙醇、异丙醇超声震荡清洗透明FTO导电玻璃15~20 min，震荡结束后，采用臭氧氧化表面有机机团。

4.根据权利要求1或2所述的用拓扑绝缘体作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，Bi₂Se₃拓扑绝缘体电子传输层的制备方法，包括以下步骤：

①按照摩尔比为2:3的比例称取铋粉和硒粉，装入石英管中密封，抽真空至3×10^-3~6×10^-3 Pa，并密封；将石英管放入真空管式炉中，升温至700~800℃，保温60~80h，冷却至室温，得到Bi₂Se₃块材；

②称取步骤①所得Bi₂Se₃块材，研磨成粉末，装入石英管一端，石英管另一端装入步骤（1）所得透明导电基底，将石英管抽真空至3×10^-3~6×10^-3 Pa，水平放入真空管式炉中，采用气相传输法制备超薄Bi₂Se₃拓扑绝缘体材料，设置原料底端温度为700~800℃，透明导电基底温度设置为350~500℃，保温16~24 h，然后随炉冷却至室温，透明导电基底上生成Bi₂Se₃纳米结构拓扑绝缘体电子传输层。

5.根据权利要求2或3所述的用拓扑绝缘体作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述步骤（3）中，钙钛矿CH₃NH₃PbX₃吸光层的制备过程：将CH₃NH₃PbX₃溶液旋涂在步骤（2）所得的拓扑绝缘体电子传输层上；所述CH₃NH₃PbX₃溶液的制备方法：将质量百分比为60~80%的二甲基甲酰胺、10~40%的CH₃NH₃X和5~10%的PbX₂混合，在60~80℃下搅拌12~18h，即得，其中，X=Cl、I或Br。

6.根据权利要求2或3所述的用拓扑绝缘体作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述步骤（3）中，空穴传输层是由空穴传输材料溶液旋涂所得，所述空穴传输材料溶液是浓度为0.06~0.07 mol/L的2,2’,7,7’-四[N,N-二（4-甲氧基苯基）氨基]-9,9’-螺二芴的氯苯溶液。

7.根据权利要求2或3所述的用拓扑绝缘体作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述步骤（3）中，钙钛矿CH₃NH₃PbX₃吸光层、空穴传输层的旋涂速度为2500~4000rpm，旋涂时间为30~60s；

其中，X=Cl、I或Br。

8.根据权利要求2或3所述的用拓扑绝缘体作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述步骤（3）中，对电极为铂电极或金电极。