[发明专利]一种二氧化钛纳米管为介孔层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括：导电基体，生长在上述导电基体上的致密二氧化钛层，垂直长在上述致密二氧化钛层上的二氧化钛纳米管层，涂抹于上述二氧化钛纳米管层的钙钛矿层，制于上述钙钛矿层上的空穴导电层，制于上述空穴导电层上的金属电极。

2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，上述导电基体为FTO导电玻璃、TCO导电玻璃或导电PET。

3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，上述二氧化钛纳米管层的纳米管的管径为50nm-200nm。

4.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于，上述二氧化钛纳米管层的纳米管的长度为30-1000nm。

5.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于，上述钙钛矿层填充于上述二氧化钛纳米管内并覆盖于上述二氧化钛纳米管上。

6.根据权利要求1所述的一种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）导电基体的前处理，使用丙酮、乙醇、去离子水分别超声10min、80℃烘干后用UVO处理15min；

（2）将纯钛镀到经步骤（1）处理的导电基体上；

（3）将经过步骤（2）得到的含有钛膜的导电基体通过有机电解液阳极氧化法一步制备致密二氧化钛层和二氧化钛纳米管层;

（4）将经步骤（3）得到的致密二氧化钛层和二氧化钛纳米管层清洗后放入马费炉中500℃退火处理30min，然后随炉冷却;

（5）使用钙钛矿在旋涂液旋涂或者蒸发一层钙钛矿层；

（6）将上述钙钛矿层上旋涂一层空穴导电层;

（7）将上述空穴导电层上蒸镀一层金属电极。

7.根据权利要求6所述的一种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）导电基体的前处理，使用丙酮、乙醇、去离子水分别超声10min、80℃烘干后用UVO处理15min；

（2）将经过步骤（1）后的导电基体溅射或者蒸镀一层50～1000nm的的纯钛，蒸发功率150-250A，蒸发速率5-10nm/min；

（3）将经过步骤（2）得到的含有钛膜的导电基体通过有机电解液在阳极氧化电压下采用阳极氧化纯钛一步法制备致密二氧化钛层和二氧化钛纳米管层，阳极氧化电压10～60V之间，阳极氧化时间1-90min；

（4）将经步骤（3）得到的致密二氧化钛层和二氧化钛纳米管层清洗后放入马费炉中500℃退火处理30min，然后随炉冷却；

（5）使用钙钛矿旋涂液旋涂，再100℃加热15min，制备钙钛矿层；

（6）将上述钙钛矿层上旋涂一层空穴导电层;

（7）将上述空穴导电层上蒸镀一层金属电极。

8.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于，上述二氧化钛纳米管层的纳米管的管径通过改变阳极氧化电压调节，上述纳米管的长度通过阳极氧化时间调节。

9.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于，上述钙钛矿层的材料包括：CH₃NH₃PbI₃、CH₃NH₃PbCl_XI_3-X、CH₃NH₃PbBr₃；上述空穴导电的材料为Spiro-OMeTAD，上述金属电极层的材料为金或银。

10.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于，上述空穴导电层厚度为70-150nm，上述金属电极的厚度为70-100nm。