[发明专利]一种石墨烯太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯太阳能电池，自下而上包括：基底(1)、石墨烯阴极(2)、阴极修饰层(3)、钙钛矿化合物层(4)、阳极修饰层(5)、石墨烯阳极(6)，其特征在于：

所述阴极修饰层(3)采用分散旋涂法得到ZnO，再经由石墨烯修饰制备而成；

所述石墨烯阳极(6)采用三层薄膜结构，包括PEDOT：PSS第一阳极层(601)、Cu纳米颗粒第二阳极层(602)和石墨烯第三阳极层(603)。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯太阳能电池，其特征在于：所述基底为硬性透明基底或软性透明基底中的一种；

所述硬性透明基底包括但不限于FTO、ITO；

所述柔性透明基底包括但不限于PET、PEN。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯太阳能电池，其特征在于：所述石墨烯阴极(2)为石墨烯或改性石墨烯中的一种，所述石墨烯阴极(2)的厚度为20-50nm。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯太阳能电池，其特征在于：所述阴极修饰层(3)的厚度5-40nm。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯太阳能电池，其特征在于：所述钙钛矿化合物层(4)为CH₃CH₂NH₂PbI₃、CH₃NH₃PbBr₃、CH₃NH₃PbI₂Br、CH₃NH₃PbI₃中的一种，所述钙钛矿化合物层(4)的厚度为60-150nm。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯太阳能电池，其特征在于：所述阳极修饰层(5)包括但不限于CuPc、CuSCN、PbI、MoO₃中的一种或多种，所述阳极修饰层(5)的厚度为10-60nm。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯太阳能电池，其特征在于：所述石墨烯阳极(6)中PEDOT：PSS第一阳极层(601)的厚度为20-40nm，所述Cu纳米颗粒第二阳极层(602)的厚度为1-7nm。

8.根据权利要求1所述的一种石墨烯太阳能电池，其特征在于：所述石墨烯阳极(6)中石墨烯第三阳极层(603)为石墨烯或者改性石墨烯，石墨烯第三阳极层(603)的厚度为20-40nm。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种石墨烯太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)清洗基底：将基底依次置于去离子水、丙酮、异丙醇和去离子水中超声清洗10-15min，清洗完毕后控温120℃烘干；

(2)在所述步骤(1)中的基底上制备石墨烯阴极；

(3)制备阴极修饰层：采用分散旋转涂覆法，在所述步骤(2)中的石墨烯阴极上涂覆一层ZnO，之后通过自组装技术用石墨烯修饰ZnO；

(4)制备钙钛矿化合物层：在所述步骤(3)中的阴极修饰层上，制备出钙钛矿前驱体，经过退火处理形成钙钛矿化合物层；

(5)制备阳极修饰层：在所述步骤(4)中的钙钛矿化合物层上制备出无机金属氧化物材料的阳极修饰层；

(6)制备石墨烯阳极：在所述步骤(5)中的阳极修饰层上，采用旋涂法制备PEDOT：PSS第一阳极层(601)，在第一阳极层(601)上，采用真空蒸镀法制备Cu纳米颗粒第二阳极层(602)，在第二阳极层(602)上，采用化学气相沉积法制备石墨烯第三阳极层(603)，得到石墨烯太阳能电池。

10.根据权利要求9所述的一种石墨烯太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中先用磁控溅射法制备ZnO种子液，经过4次旋涂得到ZnO种子层薄膜，控温500℃退火2-4h。