[发明专利]Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池包括自下而上依次层叠设置的导电基底、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和顶电极层，所述电子传输层为Mxene-F掺杂PCBM层。

2.如权利要求1所述的Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿层的A位离子选自FA、MA或Cs中的任一种或多种；B位离子选自Pb、Sn或Ge任中的任一种或多种；X位离子选自I、Br或Cl中的任一种或多种。

3.如权利要求1所述的Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层选自Spiro-MeOTAD、PEDOT:PSS、P3HT、PTAA、PThTPTI、金属氧化物或氧化石墨烯中的至少一种。

4.如权利要求1所述的Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述顶电极层为金属或有机材料。

5.如权利要求1所述的Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述顶电极层的厚度为80-120nm；所述空穴传输层的厚度为20-50nm；所述电子传输层的厚度为20-40nm。

6.一种Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法用以制备如权利要求1至5中任一项所述的Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池，包括以下步骤：

S1、提供导电基底，对所述导电基底进行预处理；

S2、所述导电基底上制备空穴传输层；

S3、所述空穴传输层上制备钙钛矿层；

S4、利用溶液法在所述钙钛矿层上制备电子传输层，所述电子传输层为Mxene-F掺杂PCBM层；

S5、在所述电子传输层上制备顶电极层。

7.如权利要求6所述的Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述电子传输层的具体制备步骤为：提供Mxene-F掺杂PCBM前驱体溶液，将所述Mxene-F掺杂PCBM前驱体溶液滴于所述钙钛矿层上；以1000-2000rpm的速度在空气中旋涂10-60s；随后在100℃-150℃的温度下退火10-20min，得到所述电子传输层。

8.如权利要求7所述的Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述Mxene-F掺杂PCBM前驱体溶液的具体制备方法为：将Ti₃AlC₂粉末球磨18h，将混合好的Ti₃AlC₂粉末装入氧化铝坩埚中，然后将氧化铝坩埚放在管式炉中，抽真空，通入氩气作为保护气氛，以10℃/min的速率升到1400℃，保温2h，自然冷却到室温；随后将处理好的Ti₃AlC₂粉末经研磨后过300目筛子；取1.0g研磨好的Ti₃AlC₂粉末慢慢加入到12.5ml 40％的HF溶液中，室温下，并在在通风橱中磁力搅拌反应，分别在20h，40h，60h取反应液，并混合后进行离心清洗至pH至中性，放入真空干燥箱中在60℃下干燥24h，得到Mxene；取200mgMxene、20ml乙醇、和750mg FOTS搅拌24h，用去离子水对悬浮液进行真空过滤，去除未结合的硅烷分子，然后在悬浮液完全干燥前，在其顶部加入20mL乙醇，并将胶态悬浮液收集及冻干，得到Mxene-F掺杂PCBM前驱体溶液。

9.如权利要求6所述的Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，对所述导电基底进行预处理的具体方法为：对所述导电基底进行清洗，首先用去离子水超声10min，之后分别在丙酮和无水乙醇中超声10min以出去杂质及附着有机物，最后再超声10min后用洁净氮气吹干表面，并在120℃保温10min后，UV照射10min。

10.如权利要求6所述的Mxene-F掺杂电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用溶液法制备所述钙钛矿层和空穴传输层。