[发明专利]一种新型碳基可印刷介观钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种新型碳基可印刷介观钙钛矿太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池设置在衬底上，在所述的衬底上依次设置有阴极层、电子传输层、介孔层、阻隔层和阳极层，钙钛矿薄膜填充于所述的介孔层、阻隔层与阳极层中，所述的电子传输层中掺杂有金属元素；所述的金属元素的掺杂方式为将含有金属元素的硝酸盐加入到电子传输层的前驱体溶液中，所述的电子传输层的前驱体溶液中金属元素与含有金属元素的硝酸盐中金属元素的摩尔比为10～100：所述的金属元素为铋或镧，所述的介孔层选自TiO₂、SnO₂和MgO中的一种以上；所述的阻隔层选自Al₂O₃、ZrO₂和MgO中的一种以上；所述阳极层为碳电极。

2.根据权利要求1所述的新型碳基可印刷介观钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的阴极层选自ITO、FTO、导电聚合物电极和银纳米线电极中的一种；所述的电子传输层选自TiO₂、SnO₂和ZnO中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的新型碳基可印刷介观钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的衬底选自玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚对萘二甲酸乙二醇酯中的一种。

4.根据权利要求1所述的新型碳基可印刷介观钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的钙钛矿薄膜具有ABX₃结构：A选自甲胺、甲脒、铯和铷中的一种以上，B选自铅、锡、锶和铜中的一种以上，X选自氟、氯、溴和碘中的一种以上。

5.根据权利要求1所述的新型碳基可印刷介观钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的电子传输层的厚度为1-100nm，所述的介孔层厚度为10-2000nm，所述的阻隔层厚度为0.1-5μm，阳极层厚度为1-50μm。

6.权利要求1所述的新型碳基可印刷介观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)配制电子传输层的前驱体溶液，再将含有金属元素的硝酸盐加入电子传输层的前驱体溶液中，其中电子传输层的前驱体溶液中金属元素与掺杂金属元素的摩尔比为10～100:1，搅拌得到掺杂有金属元素的电子传输层的前驱体溶液；

(2)将带有阴极层的衬底放置在300℃-600℃的热台上，将步骤(1)得到的电子传输层的前驱体溶液均匀喷涂在衬底上表面，退火处理后得到厚度为1-100nm的电子传输层；

(3)在电子传输层上表面制备一层厚度为10-2000nm的介孔层，再于介孔层上制备一层厚度为0.1-5μm的阻隔层，最后制备一层厚度为1-50μm的碳电极作为阳极层，制备出碳基可印刷介观钙钛矿太阳能电池的骨架；

(4)将钙钛矿薄膜的前驱体溶液滴涂于步骤3)得到的碳基可印刷介观钙钛矿太阳能电池的骨架阳极层上，静置1-30分钟，钙钛矿薄膜填充在介孔层、阻隔层与阳极层中；然后30-80℃退火处理得到目标电池。