【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源材料，尤其涉及一种介孔钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、介孔型钙钛矿太阳能电池的制备过程中，需先将电子传输材料、空穴传输材料等材料制备成均匀分散的纳米浆料，按一定顺序涂覆在导电基底表面，烘干形成介孔结构的“空白器件”，然后将钙钛矿前驱体溶液注入到空白器件的孔中，通过加热蒸发等手段诱导钙钛矿结晶，即形成介孔型钙钛矿太阳能电池。
2、对于介孔型钙钛矿太阳能电池的制备工艺，浆料的分散性、流平性至关重要。理想的浆料在满足高分散性、高流平性的基础上，还应具有低成本、环保无污染等特点。根据以往文献、专利，钙钛矿太阳能电池浆料主要分为两类：第一类是基于有机溶剂的浆料，例如采用松油醇为溶剂，乙基纤维素、月桂酸分别作为增稠剂和表面活性剂，可以得到粘度适中、高分散性和流平性的浆料（见j. phys. chem. lett. 2014, 5, 17, 2927–2934、nanolett. 2014, 14, 2, 1000–1004，专利cn202210806436.4等）；另一种是基于水溶液的制备方法，由于水的表面张力大、浆料易团聚，需借助乙酰丙酮、span-85等强效表面活性剂以保证浆料的充分分散，以得到性能优良的浆料（见参考文献energy environ. mater. 2023,0, e12582、int j energy res. 2022;46:22819–22831，专利cn201910966999.8、cn201310507118.9等）。
3、在当前见诸报道的技术中，有机溶
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种介孔钙钛矿太阳能电池及其制备方法，本专利技术提供的介孔钙钛矿太阳能电池无需使用有毒有害物质，且光电转化效率较优。
2、本专利技术提供了一种介孔钙钛矿太阳能电池，包括：
3、导电基底；
4、复合在所述导电基底上的电子传输层；
5、复合在所述电子传输层上的绝缘层；
6、复合在所述绝缘层上的空穴传输层；
7、复合在所述空穴传输层上的底电极；
8、所述电子传输层由包括去离子水、乙二醇、表面活性剂和电子传输材料的电子传输层浆料制备得到；
9、所述绝缘层由包括去离子水、乙二醇、表面活性剂和绝缘层材料的绝缘层浆料制备得到；
10、所述空穴传输层由包括去离子水、乙二醇、表面活性剂和空穴传输材料的空穴传输层浆料制备得到；
11、所述底电极由包括去离子水、乙二醇、表面活性剂和底电极材料的底电极浆料制备得到；
12、所述表面活性剂选自乙酸、乳酸、油酸、硬脂酸和油胺中的至少一种。
13、优选的，所述乙二醇与去离子水的质量比为0.2~1：1；
14、所述表面活性剂的质量与所述去离子水和乙二醇的总质量的比为3~4：100。
15、优选的，所述电子传输材料包括tio2、sno2或zno；
16、所述电子传输材料为粒径10~100 nm的纳米颗粒；
17、所述电子传输层中，电子传输材料的质量与所述去离子水和乙二醇的总质量的比为5~25：100；
18、所述电子传输层浆料的制备方法包括以下步骤：
19、将去离子水、乙二醇、表面活性剂和电子传输材料混合，通过高剪切乳化处理，得到电子传输层浆料。
20、优选的，所述绝缘层材料包括zro2、al2o3或 sio2；
21、所述绝缘层材料为粒径10~100 nm的纳米颗粒；
22、所述绝缘层中，绝缘层材料的质量与所述去离子水和乙二醇的总质量的比为5~25：100；
23、所述绝缘层浆料的制备方法包括以下步骤：
24、将去离子水、乙二醇、表面活性剂和绝缘层材料混合，通过高剪切乳化处理，得到绝缘层浆料。
25、优选的，所述空穴传输材料包括niox、pcbm或cuscn；
26、所述空穴传输材料为粒径10~100 nm的纳米颗粒；
27、所述空穴传输层中，空穴传输材料的质量与所述去离子水和乙二醇的总质量的比为5~25：100；
28、所述空穴传输层浆料的制备方法包括以下步骤：
29、将去离子水、乙二醇、表面活性剂和空穴传输材料混合，通过高剪切乳化处理，得到空穴传输层浆料。
30、优选的，所述底电极材料包括石墨、导电炭黑和碳纳米管中的至少一种；
31、所述底电极中，底电极材料的质量与所述去离子水和乙二醇的总质量的比为5~25：100；
32、所述底电极浆料的制备方法包括以下步骤：
33、将去离子水、乙二醇、表面活性剂和底电极材料混合，通过高剪切乳化处理，得到底电极浆料。
34、优选的，所述高剪切乳化处理的功率为1~100 w/ml，时间为10~60 min。
35、本专利技术还提供了一种上文所述介孔钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
36、a）将电子传输层浆料、绝缘层浆料、空穴传输层浆料、底电极浆料依次涂布于导电基底上，每种浆料在涂布后均进行烘干，得到不含钙钛矿的空白器件；
37、b）将钙钛矿前驱体溶液滴加到所述空白器件的底电极上，待钙钛矿前驱体溶液充分渗透入底电极、空穴传输层、绝缘层和电子传输层后，退火，得到含钙钛矿的器件；
38、c）在步骤b）得到的器件的底电极上加盖背板，连接导线，涂抹密封胶，得到介孔钙钛矿太阳能电池。
39、优选的，步骤a）中，所述电子传输层浆料的涂布厚度为0.5~2μm；
40、所述绝缘层浆料的涂布厚度为1~3μm；
41、所述空穴传输层浆料的涂布厚度为0.5~2μm；
42、所述底电极浆料的涂布厚度为5~15μm；
43、所述烘干的温度为70~150℃，时间为5~30min。
44、优选的，步骤b）中，所述钙钛矿前驱体溶液中，溶剂包括二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的至少一种；溶质为abx3，其中，a为甲胺离子、甲脒离子和铯离子中的至少一种，b为pb2+和sn2+中的至少一种，x为i-、br-和cl-中的至少一种；
45、所述钙钛矿前驱体溶液的浓度为1.0~1.5 mol/l；
46、所述钙钛矿前驱体溶液在空白器件上的滴加量为2~4 μl/cm2；
47、所述退火的温度为60~1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种介孔钙钛矿太阳能电池，包括：
2.根据权利要求1所述的介孔钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述乙二醇与去离子水的质量比为0.2~1：1；
3.根据权利要求1所述的介孔钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输材料包括TiO2、SnO2或ZnO；
4.根据权利要求1所述的介孔钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述绝缘层材料包括ZrO2、Al2O3或 SiO2；
5.根据权利要求1所述的介孔钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输材料包括NiOx、PCBM或CuSCN；
6.根据权利要求1所述的介孔钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述底电极材料包括石墨、导电炭黑和碳纳米管中的至少一种；
7.根据权利要求3~6任意一项所述的介孔钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述高剪切乳化处理的功率为1~100 W/mL，时间为10~60 min。
8.一种权利要求1~7任意一项所述介孔钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤A）中，所述电子传输层浆料的
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤B）中，所述钙钛矿前驱体溶液中，溶剂包括二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的至少一种；溶质为ABX3，其中，A为甲胺离子、甲脒离子和铯离子中的至少一种，B为Pb2+和Sn2+中的至少一种，X为I-、Br-和Cl-中的至少一种；
...【技术特征摘要】
1.一种介孔钙钛矿太阳能电池，包括：
2.根据权利要求1所述的介孔钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述乙二醇与去离子水的质量比为0.2~1：1；
3.根据权利要求1所述的介孔钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输材料包括tio2、sno2或zno；
4.根据权利要求1所述的介孔钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述绝缘层材料包括zro2、al2o3或 sio2；
5.根据权利要求1所述的介孔钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输材料包括niox、pcbm或cuscn；
6.根据权利要求1所述的介孔钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述底电极材料包括石墨、导电炭黑和碳纳米管中的至少一种；<...
【专利技术属性】
技术研发人员：上官炫烁，李啸宇，曹席华，唐梓彭，邹文珍，魏超，何梓瑜，卢成志，张伟，周宇昊，周璐，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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