[发明专利]一种基于氨基喹啉类离子液体的二维碳基钙钛矿太阳能电池

权利要求书

1.一种基于氨基喹啉类离子液体的二维碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池包括从下至上依次叠设的透明导电电极、电子传输层、介孔层、钙钛矿光吸收层和对电极；其中，所述钙钛矿光吸收层材料为疏水性氨基喹啉类离子液体功能化的二维钙钛矿；所述疏水性氨基喹啉类离子液体为1-乙胺氢碘酸盐喹啉双三氟甲烷磺酰亚胺盐离子液体([ILNTF₂]⁺I^-)，其结构式为:

。

2.根据权利要求1所述的一种基于氨基喹啉类离子液体的二维碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿光吸收层材料为[ILNTF₂]₂(CH₃NH₃)₉Pb₁₀X₃₁，其中ILNTF₂⁺为1-乙胺喹啉双三氟甲烷磺酰亚胺阳离子，X为卤素元素中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种基于氨基喹啉类离子液体的二维碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述疏水性氨基喹啉类离子液体的制备方法，包括如下步骤：

S1、将2-溴乙胺氢溴酸盐、喹啉依次加入到无水乙醇中，氮气保护下搅拌反应24~48h，待反应结束后，离心、洗涤、干燥收集得到固体产物；

S2、将步骤S1得到的固体产物溶于去离子水中，再加入双三氟甲烷磺酰亚胺锂，搅拌反应4~6h，反应结束后收集油状液体，并用去离子水洗涤、干燥后备用；

S3、将步骤S2制得的油状产物溶解于甲醇中，调pH至 9~10，旋蒸除去溶剂后收集得白色固体；

S4、冰浴条件下，将步骤S3制得的白色固体、氢碘酸溶于无水甲醇中，反应3~5 h，旋蒸除去甲醇，固体经洗涤、干燥后即可制得1-乙胺氢溴酸盐喹啉双三氟甲烷磺酰亚胺盐离子液体[ILNTF₂]⁺I^-。

4.根据权利要求2所述的一种基于氨基喹啉类离子液体的二维碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿光吸收层材料的制备方法为：将卤化铅、CH₃NH₃I、[ILNTF₂]⁺I^-依次加入DMF/DMSO的混合溶剂中，配制成浓度不低于1.0 mol L^-1的钙钛矿前驱液，并于50~70℃下搅拌过夜，然后密封保存，备用。

5.根据权利要求4所述的一种基于氨基喹啉类离子液体的二维碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述卤化铅、CH₃NH₃I、[ILNTF₂]⁺I^-的摩尔比为1:0.8~1:0.1~0.5。

6.根据权利要求4所述的一种基于氨基喹啉类离子液体的二维碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述卤化铅为溴化铅、氯化铅或碘化铅中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种基于氨基喹啉类离子液体的二维碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层厚度为30~80nm；所述介孔层厚度为200~600nm；所述二维钙钛矿光吸收层厚度为300~800nm；所述对电极厚度为60~120nm。

8.根据权利要求7所述的一种基于氨基喹啉类离子液体的二维碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层为TiO₂、ZnO、SnO₂、富勒烯及其衍生物中的一种；所述介孔层为介孔TiO₂、ZnO或SnO₂中的一种；所述对电极为碳电极。

9.一种权利要求1所述的基于氨基喹啉类离子液体的二维碳基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）在清洗干净的透明导电电极上采用水热法、旋涂法或喷雾热解法制备电子传输层并进行退火处理；

2）在电子传输层上采用旋涂法或丝网印刷法制备介孔层并进行退火处理；

3）在介孔层上通过旋涂钙钛矿前驱液制备氨基喹啉类离子液体的二维钙钛矿吸光层并进行退火处理；

4）在二维钙钛矿吸光层上采用丝网印刷法或蒸镀法制备对电极。