[发明专利]一种高性能p-i-n型碳基钙钛矿太阳能电池

权利要求书

1.一种高性能p-i-n型碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括电池本体，所述电池本体由透明电极、空穴传输层、钙钛矿光活性层、电子传输层、致密氧化物层和碳电极依次堆叠而成。

2.根据权利要求1所述的一种高性能p-i-n型碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明电极包括玻璃基碳电极和塑料柔性电极。

3.根据权利要求1所述的一种高性能p-i-n型碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层由氧化镍、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、Poly[N，N’-bis(4-butylphenyl)-N,N’-bisphenylbenzidine]或聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸中的一种构成。

4.根据权利要求1所述的一种高性能p-i-n型碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层厚度为5～100nm。

5.根据权利要求1所述的一种高性能p-i-n型碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿光活性层由具有化学通式ABX3型晶体结构的材料构成，其中A为CH3NH3、NH2＝CHNH2、NH＝C(NH2)2或Cs+中的一种或几种，B为Pb2+或Sn2+的一种或两者，X为Cl-、Br-、I-或SCN-中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种高性能p-i-n型碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿光活性层厚度在200～1000nm。

7.根据权利要求1所述的一种高性能p-i-n型碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层厚度为20～100nm。

8.根据权利要求1所述的一种高性能p-i-n型碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述致密氧化物层由TiO2、ZnO或SnO2中的一种或多种构成，所述致密氧化物层厚度为10～1000nm。

9.根据权利要求1所述的一种高性能p-i-n型碳基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述碳电极厚度为50～1000nm之间。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种高性能p-i-n型碳基钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，透明电极和空穴传输层的制备

将清洗好的ITO基底在6000rpm转速下，旋涂3mg/mLPTAA的氯苯溶液，或0.1M的Ni(NO3)2·6H2O的DMF溶液，然后加热、冷却，制得空穴传输层；

S2，钙钛矿光活性层的制备

将2.0M的MAPbI3钙钛矿前体溶液或1.3M的Cs0.05(MA0.15FA0.85)0.95PbI0.85Br0.15钙钛矿前体溶液100μL滴到基板表面并摊开，在6000rpm转速下旋涂保持20s，在最后5s时将200μL甲苯滴加到其表面，所得棕色钙钛矿层在100℃热台上退火60min，冷却，制得钙钛矿光活性层；

S3，电子传输层和致密氧化物层的制备

将30μL，20mg/mL的PCBM氯苯溶液在2000rpm转速下旋涂到钙钛矿表面，然后将粒径范围为20-100nm的AZO纳米乙醇分散液25μL在3000rpm下旋涂到PCBM表面，将20μL的TiCl4、钛酸四丁酯或四(二甲氨基)锡旋涂旋涂到AZO表面，在湿度为60-90％的环境中放置，待TiCl4与水汽自然反应生成致密TiO2薄膜；

S4，将碳浆通过刮涂的方式均匀涂覆到氧化物薄膜上，100℃退火干燥1h，得到成品太阳能电池。