[发明专利]一种高稳定性钙钛矿太阳能电池

权利要求书

1.一种高稳定性单节钙钛矿太阳能电池，其中，该单节钙钛矿太阳能电池包括基底、导电层、对电极层，以及设于所述导电层和对电极之间用于实现电子传输、光吸收和空穴传输功能的光生电单元；所述光生电单元包括底部电荷传输层、中部钙钛矿光吸收层和顶部电荷传输层；

所述顶部电荷传输层中分散有0.1wt％-5wt％的石墨烯或石墨烯衍生物的纳米级片状物。

2.根据权利要求1所述的单节钙钛矿太阳能电池，其中，所述顶部电荷传输层中分散有0.5wt％-3wt％的石墨烯或石墨烯衍生物的纳米级片状物；优选为1.5wt％-2.5wt％。

3.根据权利要求1所述的单节钙钛矿太阳能电池，其中，所述石墨烯衍生物包括氧化石墨烯、还原石墨烯、羟基化石墨烯或氮掺杂石墨烯。

4.根据权利要求1所述的单节钙钛矿太阳能电池，其中，所述石墨烯或石墨烯衍生物的纳米级片状物的厚度为0.3nm-20nm，宽度为10nm-1μm；

优选地，所述石墨烯或石墨烯衍生物的纳米级片状物的厚度为0.3nm-1nm，宽度为50nm-300nm；

进一步优选地，所述石墨烯或石墨烯衍生物的纳米级片状物的厚度为0.6nm，宽度为100nm。

5.根据权利要求1所述的单节钙钛矿太阳能电池，其中，所述顶部电荷传输层的厚度为10nm以上，优选为50-500nm；进一步优选为120nm；

所述底部电荷传输层的厚度为10nm以上，优选为20-300nm；进一步优选为100nm；

所述中部钙钛矿光吸收层的厚度为30nm以上，优选为100-1000nm；进一步优选为500nm。

6.根据权利要求1所述的单节钙钛矿太阳能电池，其中，所述底部电荷传输层为电子传输层，所述顶部电荷传输层为空穴传输层；或

所述底部电荷传输层为空穴传输层，所述顶部电荷传输层为电子传输层；

所述电子传输层选自无机电子传输材料或有机电子传输材料中的一种或几种的组合；所述无机电子传输材料包括TiO₂、ZnO或SnO₂；所述有机电子传输材料包括PCBM或BCP；

所述空穴传输层选自无机空穴传输材料或有机空穴传输材料中的一种或几种的组合；所述无机空穴传输材料包括NiO、Cu₂O、NiMgLiO或MoO₃；所述有机空穴传输材料包括Spiro-OMeTAD、P3HT、PEDOT:PSS或PTAA。

7.根据权利要求1所述的单节钙钛矿太阳能电池，其中，

所述导电层包括氧化铟锡层、掺杂铝的氧化锌层或掺杂氟的氧化锡层；

所述基底包括玻璃基底、金属基底、陶瓷基底或耐高温有机聚合物基底；

所述钙钛矿光吸收层中包含一种或几种钙钛矿材料ABX₃，A为NH＝CHNH₃、CH₃NH₃或Cs；B为Pb或Sn；X为I、Cl或Br；

所述对电极层为金属电极或非金属电极，所述金属电极的材料包括Al、Ag、Au、Mo和Cr中的一种或多种的组合；所述非金属电极包括碳电极。

8.根据权利要求1所述的单节钙钛矿太阳能电池，其中，所述基底、导电层、对电极层、底部电荷传输层、中部钙钛矿光吸收层或顶部电荷传输层之间设置有辅助层，所述辅助层用于改善层材料的强度、平整度、粘接性或透光率。

9.一种钙钛矿太阳能电池模块，其中，该钙钛矿太阳能电池模块包括两个以上权利要求1-8任一项所述的高稳定性单节钙钛矿太阳能电池；各单节钙钛矿太阳能电池分置于一块整体基底材料上。

10.根据权利要求9所述的钙钛矿太阳能电池模块，其中，相邻的单节钙钛矿太阳能电池之间为串联连接；

优选地，所述串联连接的具体方式为：前一个单节钙钛矿太阳能电池的对电极层与后一个单节钙钛矿太阳能电池的导电层联通。