[发明专利]一种基于多功能界面修饰层的碳基钙钛矿太阳能电池

权利要求书

1.碱金属氢氧化物的应用，作为一种多功能的界面修饰层添加到碳基钙钛矿太阳能电池的电子传输层和钙钛矿吸光层之间，修饰层的厚度为5-10nm。

2.按照权利要求1所述的碱金属氢氧化物的应用，用于降低界面粗糙度和功函，加快界面间的电子传输，促进钙钛矿的生长，与炭层之间接触更为紧密。

3.一种基于多功能界面修饰层的碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，电池结构包括依次层叠的导电基底/电子传输层/碱金属氢氧化物层/钙钛矿层/炭电极。电子传输层的厚度为20-40nm，碱金属氢氧化物层的厚度为5-10nm，钙钛矿层的厚度为300-500nm。

4.按照权利要求3所述的一种基于多功能界面修饰层的碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的导电基底为FTO导电玻璃、ITO导电玻璃或柔性导电基底；所述的电子传输层的材料为SnO₂、ZnO₂、TiO₂、Nb₂O₅、PCBM中的任意一种半导体材料。

5.按照权利要求3所述的一种基于多功能界面修饰层的碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的碱金属氢氧化物层的材料为KOH、NaOH中的任意一种材料。

6.按照权利要求3所述的一种基于多功能界面修饰层的碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的钙钛矿层其化学通式为APbI_xB_3-x，A为铯、甲胺、甲脒阳离子中的一种或多种不同比例的混合阳离子，B为溴或氯，其中0≤x≤3。

7.按照权利要求3所述的一种基于多功能界面修饰层的碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的炭电极采用导电炭浆。

8.制备权利要求3-7任一项所述的一种基于多功能界面修饰层的碳基钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)电子传输层的制备：

电子传输层的制备方法：将配制好的电子传输层胶体分散液或溶液涂覆于洁净的导电基底上，退火后形成一层致密的电子传输层薄膜，退火优选为120～150℃退火10～30min。

2)碱金属氢氧化物层的制备：

碱金属氢氧化物层的制备方法：将碱金属氢氧化物(>99.97％)粉末溶于去离子水，配成水溶液，涂覆于步骤1)中的薄膜上，退火后形成一层碱金属氢氧化物薄膜。退火优选为80～120℃退火5～10min；

3)钙钛矿层的制备：

钙钛矿层的制备方法：按照化学通式APbI_xB_3-x中的元素摩尔比进行配料，称取相应量的AI、PbI₂、AB、PbB₂，溶于二甲基亚砜(DMSO)或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的一种或两种的混合溶剂得到前驱体溶液；将前驱体溶液一步旋涂于步骤2)中的薄膜上，退火后得到高质量的钙钛矿薄膜；200～300℃加热5～20min。

4)碳电极的制备：

碳电极的制备方法：将导电炭浆涂覆于步骤3)中的薄膜上，退火形成碳电极；退火温度为70～120℃，加热时间为10～30min.

步骤1和2)中的旋涂转速为2000～3000rpm，退火温度为120～150℃，加热时间为10～30min。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤3)中的一步旋涂法为反溶剂一步成膜法，反溶剂滴加方法为旋涂后倒数第10～15s开始匀速滴加反溶剂，滴加时间为1～5s；反溶剂为氯苯、甲苯、乙酸乙酯、异丙醇中的一种或几种的混合溶剂，滴加量为每4cm²面积滴加300～400μl。