[发明专利]一种石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料及其制备方法

说明书

本发明属于墨烯复合材料技术领域，具体涉及一种石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料，石墨烯薄膜在三聚氰胺溶液中，在温度条件为40‑50℃条件下加入钙钛矿溶液，20‑30min后将石墨烯薄膜取出烘干即为石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料。通过将石墨烯薄膜在三聚氰胺溶液中，在特定的温度条件下加入钙钛矿溶液，溶液中的三聚氰胺在40‑50℃条件下受热分解，会释放出惰性气体从而使石墨烯薄膜碳层之间膨胀，所加入的钙钛矿溶液中有效物质钙钛矿穿插入石墨烯碳层之间，石墨烯与钙钛矿之间充分均匀结合，由此而制成的石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料在光导效率得到保证的同时，电导能力得到有效的提升。

技术领域

本发明涉及石墨烯复合材料技术领域，具体领域为一种石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料及其制备方法。

背景技术

石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面二维结构新型碳材料,由于其低维量子特性、独特sp²杂化形成的大π键,使其具有独特的能带结构和电子输运性质。石墨烯费米能级附近的能带图是线性且没有带隙的,这说明石墨烯中π电子类似于无质量的狄拉克费米子,其等效速度可以与光速相比拟,服从相对论性的狄拉克方程。相比之下,常规半导体材料的能带是准抛物线形的且有带隙，其内部电子运动遵守非相对论性的薛定谔方程。正是石墨烯与常规半导体光电材料的这种区别,使得石墨烯具有诸多常规半导体光电材料所不具有的特性,为石墨烯作为超导材料奠定了理论基础。由于石墨烯的特殊能带结构,在相当宽频率范围内的光子都能激发石墨烯内电子的竖直跃迁印，目前已有实验报道表明其吸收光谱的范围从可见光延伸到远红外光；另一方面,初步的研究结果表明,石墨烯中存在载流子倍增效应,高能光子能够激发多对载流子的产生,使得高能光子的能量能够得到充分利用。目前，已有报道将钙钛矿复合到石墨烯表面作为光吸收层,两者结合的复合材料具有较好的光电转化性能，两者结合方式为将钙钛矿溶液旋涂在石墨烯表面，此种结合方式使复合材料的光导效率提升，但电导效率降低，为此提出一种石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料及其制备方法以解决上述背景技术中提到的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料，石墨烯薄膜在三聚氰胺溶液中，在温度条件为40-50℃条件下加入钙钛矿溶液，20-30min后将石墨烯薄膜取出烘干即为石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料。

优选的，石墨烯薄膜在三聚氰胺溶液中，在温度条件为42-48℃条件下加入钙钛矿溶液，20-30min后将石墨烯薄膜取出烘干即为石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料。

优选的，石墨烯薄膜在三聚氰胺溶液中，在温度条件为46℃条件下加入钙钛矿溶液，20-30min后将石墨烯薄膜取出烘干即为石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料。

优选的，三聚氰胺溶液的质量分数为30％-40％。

一种石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料的制备方法，其制备方法包括如下步骤：

步骤1：将铜箔用稀硝酸溶液进行表面修饰，加入石墨烯，在石墨烯生长过程中生长温度为1050℃,以比例1/99/400通人生长气体CH₄/H₂/Ar，最后通入冷却气体氢气冷却30min，在覆盖石墨烯的铜箔表面上旋涂一层PMMA,然后将铜箔在加热台上加热10min，温度为120℃，将铜箔分别在水溶液和H₂O/HCl/H₂O₂溶液中静置融化铜,得到PMMA和石墨烯的混合薄膜，将混合薄膜覆盖至硅片上使混合薄膜静置自然变干,再放置加热台上加热，最后使用乙醇溶解表面PMMA，即将石墨烯即转移至硅片上；

步骤2：将步骤1制备的石墨烯薄膜放置于三聚氰胺溶液中，加热溶液至40-50℃；

步骤3：向步骤2中加入钙钛矿溶液，20-30min后将石墨烯薄膜取出烘干即为石墨烯超导型钙钛矿光伏吸光材料。