[发明专利]背电极材料及制备方法和一种高性能钙钛矿太阳能电池

权利要求书

1.一种背电极材料，适用于高性能钙钛矿太阳能电池，其特征在于，是以酚醛树脂为碳前驱体，原硅酸四乙酯为硬膜版，十六烷基三甲基溴化铵为结构导向剂，基于改进的策略，采用共组装工程法制备而成的粒径尺寸为0.07～1.2μm的微球状酚醛树脂多孔碳材料。

2.权利要求1中所述的背电极材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将适量的十六烷基三甲基溴化铵和氨基苯酚加入低碳醇溶剂中，搅拌至澄清后加入一定量的甲醛，待溶液变浑浊后立即加入一定量的原硅酸四乙酯，在搅拌条件下反应一段时间，然后在一定的温度下水热反应一段时间；

2)反应结束后，将固态中间物和液体产物分离，烘干固态中间物，然后再将干燥后的固态中间物在一定温度下碳化；

3)碳化结束后，将所得固体产物用适量的一定浓度的氢氧化钠溶液碱洗，然后再水洗至滤液为中性，烘干固体产物，得到酚醛树脂多孔碳材料。

3.如权利要求2所述的背电极材料的制备方法，其特征在于，所述的氨基苯酚与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1∶(2～6)；所述的甲醛的添加量与氨基苯酚的质量相同；所述原硅酸四乙酯的添加量为与所述十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1∶(1～5)。

4.如权利要求2所述的背电极材料的制备方法，其特征在于，所述的低碳醇醇溶剂为任意比例的甲醇水溶液、乙醇水溶液或丁醇水溶液。

5.如权利要求2所述的背电极材料的制备方法，其特征在于，水热反应的反应温度为60～100℃。

6.如权利要求2所述的背电极材料的制备方法，其特征在于，所述碳化是在管式炉中于500～1200℃条件下进行煅烧。

7.如权利要求2所述的背电极材料的制备方法，其特征在于，所述的氢氧化钠溶液的浓度为0.5～3M。

8.一种高性能钙钛矿太阳能电池，其中背电极为碳电极，其特征在于，所述的碳电极采用权利要求1所述的背电极材料制备。

9.权利要求8所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，步骤如下：

1)导电玻璃的刻蚀与清洗：用锌粉和盐酸对导电玻璃进行刻蚀，然后清洗，吹干待用；

2)喷涂二氧化钛致密层：将清洗好的导电玻璃导电面朝上放置于加热台上，预热至450℃，在导电玻璃导电面表面均匀喷涂致密层前驱体溶液，喷涂完毕后在450℃下保温一段时间，然后自然冷却至室温；

3)印刷二氧化钛介孔层：将二氧化钛浆料印刷在二氧化钛致密层上，静置一段时间后，将其转移至高温设备在500℃下煅烧一段时间，自然冷却至室温；

4)印刷二氧化锆介孔层：将二氧化锆浆料印刷在二氧化钛介孔层上，静置一段时间后，在加热台上烘干，自然冷却至室温；

5)印刷碳介孔层：将适量的权利要求1所述的酚醛树脂多孔碳材料印刷在二氧化锆介孔层上，印刷完毕后，转移至高温设备中在500℃下煅烧一段时间，自然冷却至室温；

6)钙钛矿的填充与生长：将一定量的钙钛矿前驱体溶液滴加到导电玻璃的最上层碳介孔层表面，待溶液扩散均匀后，在60℃下退火处理至溶剂完全挥发，得到所述可印刷介观钙钛矿太阳能电池。