[发明专利]一种基于MXene的高效率钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于MXene的高效率钙钛矿太阳能电池及其制备方法，属于钙钛矿太阳能电池技术领域。本发明的高效率钙钛矿太阳能电池由下至上依次包括透明导电玻璃阴极、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和金属阳极；电子传输层为低程度氧化Ti₃C₂T_x、或者为高程度氧化Ti₃C₂T_x和原始Ti₃C₂T_x的复合材料。本发明的钙钛矿太阳能电池是以低程度氧化Ti₃C₂T_x、或者为高程度氧化Ti₃C₂T_x和原始Ti₃C₂T_x的复合材料作为电子传输层的高效率钙钛矿太阳能电池，其光电转换效率可高达18.29％。本发明提供的高效率钙钛矿太阳能电池的制备方法，其合成工艺简单易行，设备要求低，有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于钙钛矿太阳能电池技术领域，具体涉及一种基于MXene的高效率钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

太阳能具有环境友好、资源丰富且可再生等优点，是解决当今社会能源短缺和环境污染等问题的重要一环。钙钛矿太阳能电池是以钙钛矿型有机金属卤化物半导体材料作为吸光层的第三代太阳能电池，其成本低廉、制备工艺简单且具有较好的柔性，拥有很好的应用前景。

钙钛矿型太阳能电池一般由透明导电玻璃、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层、金属对电极五个部分组成。其中，电子传输层在钙钛矿太阳能电池中具有重要的意义，高效的电子传输层可以有效传输电子并阻挡空穴，同时降低载流子复合率、避免载流子在器件内部累积，从而提高太阳能光电转换效率、器件寿命等。

Ti₃C₂T_x(MXene)材料作为具有高导电性、柔性、表面官能团可调节的二维层状材料，在储能、催化、医疗等领域有着广泛的应用。其可低温制备、柔性、高透过率等性质，使其作为电子传输层在钙钛矿太阳能电池中具有较大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于MXene的高效率钙钛矿太阳能电池及其制备方法，本发明的钙钛矿太阳能电池是以低程度氧化Ti₃C₂T_x、或者为高程度氧化Ti₃C₂T_x和原始Ti₃C₂T_x的复合材料作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其光电转换效率可高达18.29％。

为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

本发明提供一种基于MXene的高效率钙钛矿太阳能电池，由下至上依次包括透明导电玻璃阴极、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和金属阳极；

所述电子传输层为低程度氧化Ti₃C₂T_x、或者为高程度氧化Ti₃C₂T_x和原始Ti₃C₂T_x的复合材料；

所述低程度氧化Ti₃C₂T_x为将Ti₃C₂T_x胶体溶液在50℃热台上进行搅拌处理，将搅拌48小时后的溶液定义为低程度氧化Ti₃C₂T_x；