本发明专利技术公开了一种钙钛矿太阳电池及其制备方法，该钙钛矿太阳电池包括钙钛矿层、电子传输层和还原氧化石墨烯层，还原氧化石墨烯层位于钙钛矿层和电子传输层之间，还原氧化石墨烯层包括以化学反应组合的聚多巴胺和还原氧化石墨烯或以物理共混组合的聚多巴胺和还原氧化石墨烯。上述还原氧化石墨烯层钝化钙钛矿层与电子传输层界面缺陷的效果较佳，能够明显提升钙钛矿层的稳定性，还能提升钙钛矿太阳电池的能量转换效率和电子迁移效率，并且可以阻隔环境中的水分进入钙钛矿层，减少水分对钙钛矿层稳定性的影响。矿层稳定性的影响。矿层稳定性的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳电池及其制备方法
[0001]本专利技术涉及钙钛矿太阳电池领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳电池及其制备方法。
技术介绍
[0002]钙钛矿太阳电池中，钙钛矿层与电子传输层的界面容易存在大量缺陷，界面上激子解离生成的自由电子很容易在界面上的这些缺陷出发生复合，导致钙钛矿太阳电池的电子转移效率和功率转换效率降低。
技术实现思路
[0003]为了减少钙钛矿层与电子传输层的界面缺陷，提升钙钛矿太阳电池的电子转移效率和功率转换效率，本申请提供一种钙钛矿太阳电池及其制备方法。
[0004]第一方面，本专利技术公开了一种钙钛矿太阳电池及其制备方法，该钙钛矿太阳电池包括：钙钛矿层、电子传输层和还原氧化石墨烯层，所述还原氧化石墨烯层位于所述钙钛矿层和所述电子传输层之间，所述还原氧化石墨烯层包括以化学反应组合的聚多巴胺和还原氧化石墨烯或以物理共混组合的聚多巴胺和还原氧化石墨烯。
[0005]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述聚多巴胺和所述还原氧化石墨烯的质量比为0.01～10：100。
[0006]进一步优选地，所述聚多巴胺和所述还原氧化石墨烯的质量比为4～6：100。
[0007]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述聚多巴胺采用盐酸多巴胺盐酸盐、5
‑
羟基多巴胺盐酸盐或6
‑
羟基多巴胺氢溴酸盐中的任意一种为原料制得。
[0008]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述还原氧化石墨烯层的厚度为15nm～20nm。
[0009]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述聚多巴胺改性还原氧化石墨烯的制备方法包括：将所述聚多巴胺和所述还原氧化石墨烯溶解于所述异丙醇中，搅拌反应，其中，所述聚多巴胺和所述还原氧化石墨烯的质量比为0.01～10：100，反应后，经洗涤和干燥处理，得到所述聚多巴胺改性还原氧化石墨烯。
[0010]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，制备所述聚多巴胺改性还原氧化石墨烯的步骤中，所述还原氧化石墨烯与所述异丙醇混合后，先超声分散，再加入所述聚多巴胺。
[0011]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，制备所述聚多巴胺改性还原氧化石墨烯的步骤中，所述聚多巴胺、所述还原氧化石墨烯与所述异丙醇混合后，加入pH调节剂调节pH值为8～9，所述pH调节剂包括氢氧化钠、氨水和碳酸钠中的一种或者多种；和或，制备所述聚多巴胺改性还原氧化石墨烯的反应温度为75℃～85℃，制备所述聚多巴胺改性还原氧化石墨烯的反应时间为20h～28h。
[0012]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述还原氧化石墨烯由氧化石墨烯经还原处理制成，所述氧化石墨烯的制备方法包括：将石墨烯分散在浓硫酸和亚磷
酸混合溶液中，分别依次加入硝酸钠和高锰酸钾反应，再分别依次在30℃～40℃和90℃～100℃反应，溶液逐渐变为亮黄色，滴加H2O2溶液后继续反应1h～2h，反应结束后，经后处理制得氧化石墨烯。
[0013]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，制备所述氧化石墨烯的原料中：所述石墨烯、所述浓硫酸、所述亚磷酸、所述硝酸钠、所述高锰酸钾、所述H2O2的投入量之比为3g：60mL：6mL：3g：15g：70mL，所述H2O2溶液由体积比为7：8的H2O2和水配制而成。
[0014]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述氧化石墨烯经还原处理制备所述还原氧化石墨烯的步骤包括：将还原剂分散在所述氧化石墨烯的悬浮液中，50℃～60℃搅拌反应24h～30h，制得所述还原氧化石墨烯。
[0015]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述还原氧化石墨烯层的制备方法包括：将还原氧化石墨烯溶液旋涂至钙钛矿层上，退火后得到还原氧化石墨烯层，所述还原氧化石墨烯溶液包括以化学反应方式组合的聚多巴胺改性还原氧化石墨烯或以物理共混方式组合的聚多巴胺和还原氧化石墨烯。
[0016]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述还原氧化石墨烯溶液的溶剂为异丙醇，所述聚多巴胺改性还原氧化石墨烯的质量与异丙醇的体积之比为0.5mg：1mL～2mg：1mL。
[0017]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述还原氧化石墨烯溶液旋涂过程中，湿度为5％ RH～10％ RH，转速为3500rpm～5000rpm，加速度为所述转速的0.5倍，旋涂时间为25s～35s。
[0018]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，制备所述还原氧化石墨烯层的步骤中，所述退火为100℃～125℃退火10min～15min。
[0019]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述还原氧化石墨烯层包括聚多巴胺和还原氧化石墨烯，所述聚多巴胺和所述还原氧化石墨烯的质量比为0.01～10：100。
[0020]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，制备所述还原氧化石墨烯层的溶液包括聚多巴胺、还原氧化石墨烯和异丙醇，所述还原氧化石墨烯的质量与异丙醇的体积之比为0.5mg：1mL～2mg：1mL。
[0021]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述钙钛矿太阳电池还包括基底或底电池和设置于基底或底电池上的空穴传输层，所述钙钛矿层位于所述空穴传输层表面，所述钙钛矿太阳电池还包括正电极和负电极，所述正电极与所述基底或所述底电池形成欧姆接触，所述负电极与所述电子传输层形成欧姆接触。
[0022]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述空穴传输层为氧化镍层，所述空穴传输层的厚度为100nm～150nm，和/或，所述钙钛矿层的厚度为800nm～1000nm，和/或，所述电子传输层为C
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或其衍生物，厚度为250nm～300nm。
[0023]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述钙钛矿太阳电池还包括缓冲层，所述缓冲层位于所述电子传输层背离所述还原氧化石墨烯层的表面。
[0024]第二方面，本申请提供一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
[0025]提供基底或底电池；
[0026]在所述基底或所述底电池上制备空穴传输层；
[0027]在所述空穴传输层上制备钙钛矿层；
[0028]在所述钙钛矿层上制备所述还原氧化石墨烯层；
[0029]在所述还原氧化石墨烯层上制备电子传输层；
[0030]制备正电极和负电极，得到如第一方面所述的钙钛矿太阳电池。
[0031]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，所述空穴传输层的制备方法包括：使用含量为99.9％～99.999％的氧化镍旋转靶材，在工艺压强为0.5Pa～0.6Pa和工艺气氛为Ar：O2＝500:5～700:5下，镀膜10～15次，得到所述空穴传输层。
[0032]作为一种可选的实施例方式，在本专利技术的实施例中，在所述空穴传输层上采用溶液旋涂法制备本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳电池，其特征在于：包括钙钛矿层、电子传输层和还原氧化石墨烯层，所述还原氧化石墨烯层位于所述钙钛矿层和所述电子传输层之间，所述还原氧化石墨烯层包括以化学反应组合的聚多巴胺和还原氧化石墨烯或以物理共混组合的聚多巴胺和还原氧化石墨烯。2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于：所述聚多巴胺和所述还原氧化石墨烯的质量比为0.01～10：100。3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于：所述聚多巴胺和所述还原氧化石墨烯的质量比为4～6：100。4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于：所述聚多巴胺采用盐酸多巴胺盐酸盐、5
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羟基多巴胺盐酸盐或6
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羟基多巴胺氢溴酸盐中的任意一种为原料制得。5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于：所述还原氧化石墨烯层的厚度为15nm～20nm。6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于：所述聚多巴胺和还原氧化石墨烯反应制备聚多巴胺改性还原氧化石墨烯的方法包括：将所述聚多巴胺和所述还原氧化石墨烯溶解于所述异丙醇中，搅拌反应，其中，所述聚多巴胺和所述还原氧化石墨烯的质量比为0.01～10：100，反应后，经洗涤和干燥处理，得到所述聚多巴胺改性还原氧化石墨烯。7.根据权利要求6所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于：制备所述聚多巴胺改性还原氧化石墨烯的步骤中，所述还原氧化石墨烯与所述异丙醇混合后，先超声分散，再加入所述聚多巴胺。8.根据权利要求6所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于：制备所述聚多巴胺改性还原氧化石墨烯的步骤中，所述聚多巴胺、所述还原氧化石墨烯与所述异丙醇混合后，加入pH调节剂调节pH值为8～9，所述pH调节剂包括氢氧化钠、氨水和碳酸钠中的一种或者多种；和或，制备所述聚多巴胺改性还原氧化石墨烯的反应温度为75℃～85℃，制备所述聚多巴胺改性还原氧化石墨烯的反应时间为20h～28h。9.根据权利要求1
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6任一所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于：所述还原氧化石墨烯由氧化石墨烯经还原处理制成，所述氧化石墨烯的制备方法包括：将石墨烯分散在浓硫酸和亚磷酸混合溶液中，分别依次加入硝酸钠和高锰酸钾反应，再分别依次在30℃～40℃和90℃～100℃反应，溶液逐渐变为亮黄色，滴加H2O2溶液后继续反应1h～2h，反应结束后，经后处理制得氧化石墨烯。10.根据权利要求9所述的钙钛矿太阳电池，其特征在于：制备所述氧化石墨烯的原料中：所述石墨烯、所述浓硫酸、所述亚磷酸、所述硝酸钠、所述高锰酸钾、所述H2O2的投入量之比为3g：60mL：6mL：3g：15g：70mL，所述H2O2溶液由体积比为7：8的...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎旭阳，邢国强，龙巍，张一峰，
申请(专利权)人：通威太阳能成都有限公司，
类型：发明
国别省市：
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