【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，尤其涉及一种集成式光电电容器及制备方法。
技术介绍
1、太阳能是清洁的、无限的，但是地球上的太阳辐射是波动的、间歇性的、不稳定的。因此，太阳能的可持续利用需要高效能量转换和低损耗储能技术的互补结合。电池或超级电容器可以将电能转换为化学能并将其存储在设备中。但是这种能量存储设备是能量受限的封闭系统，需要不断充电。高效能量转换和低损耗能量存储技术的互补组合实现了太阳能转换和存储集成，促进了可再生能源的可持续利用，符合当前电子设备多功能和小型化的趋势。因此，在单个设备中集成了光电转换和电化学存储功能的光电电容器是一种经济高效，体积高效和功能高效的最佳选择。
2、在一个设备中多功能的集成能量转换单元和储能单元具有复杂的结构，特别是能量转换单元和能量存储单元之间的不匹配，导致太阳能转换过程中的效率低，以及能量存储阶段中的能量损失大。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于为了解决上述问题设计了一种集成式光电电容器及制备方法。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、一种集成式光电电容器，包括：
4、钙钛矿/异质结叠层太阳电池能量转换单元；钙钛矿/异质结叠层太阳电池能量转换单元包括免掺杂异质结电池、复合结和钙钛矿电池，复合结位于免掺杂异质结电池和钙钛矿电池之间。
5、对称超级电容储能单元；
6、janus对称电极；janus对称电极分别与免掺杂异质结电池和对称超级电容储能单元连接，钙钛矿电
7、一种集成式光电电容器的制备方法，包括：
8、s1、分别制备钙钛矿/异质结叠层太阳电池能量转换单元、对称超级电容储能单元和janus对称电极；
9、s2、将钙钛矿/异质结叠层太阳电池能量转换单元的电极和对称超级电容储能单元的电极分别堆叠在janus对称电极的两侧，放入模具中，引出导电端口，填充环氧树脂，烘干即可得到集成式光电电容器；
10、制备钙钛矿/异质结叠层太阳电池能量转换单元具体包括：
11、a.对n型单晶硅层衬底进行表面织构化和损伤去除；
12、b.在n型单晶硅层的双面沉积本征非晶硅薄膜；
13、c.在第一侧面的本征非晶硅薄膜上沉积lif薄膜；
14、d.采用热蒸发法在lif薄膜上沉积金属mg，进行120℃后退火处理，形成电子选择性混合膜层；
15、e.在电子选择性混合膜层上沉积ag，得到金属电极；
16、f.在第二侧面的本征非晶硅薄膜上沉积moox作为空穴选择性传输层；
17、g.在空穴选择性传输层上沉积第一izo透明导电薄膜作为复合结；
18、h.将配置好的sno2胶体溶液以3500rpm的速度旋涂在复合结上；
19、i.在sno2层上以4000rpm速度旋涂tio2胶体溶液，形成电子传输层；
20、j.在电子传输层上通过反溶剂旋涂工艺沉积钙钛矿薄膜，形成钙钛矿吸光层；
21、k.旋涂spiro-ometad层作为空穴传输层；
22、l.在空穴传输层上采用磁控溅射法沉积第二izo透明导电薄膜；
23、m.在第二izo透明导电薄膜上制备银栅线作为导电端口，得到钙钛矿/免掺杂异质结叠层太阳电池能量转换单元；
24、制备对称超级电容储能单元具体包括：
25、①.将鳞片石墨用氧化剂氧化，将氧化后的沉淀物转移到真空冻干机中冷冻6-8小时，得到松软的氧化石墨烯；
26、②.利用热剥离法将得到的氧化石墨烯制备成石墨烯粉末，再采用化学法(koh)活化热剥离的石墨烯粉末；
27、③.将活化后的石墨烯粉末与质量分数为5％的聚四氟乙烯水溶液均匀混合，得到石墨烯糊；
28、④.用0.5兆帕的辊压机将石墨烯糊压成薄膜，然后在70℃的真空烘箱中干燥，得到石墨烯电极；
29、⑤.将两个相同的石墨烯电极，压入200目铜网中，分开1mm的间隙，用环氧树脂固定；
30、⑥.将na2so4电解液填充到两个石墨烯电极的间隙中；
31、⑦.将制备好的器件密封，制备得到对称超级电容储能单元；
32、制备janus对称电极具体包括：
33、1).将铜箔在超声波发生器中清洗15分钟；
34、2).在铜箔两侧分别涂上一层薄薄的导电银浆；
35、3).将涂上导电银浆的铜箔放入烘箱中烘干，制得janus对称电极。
36、本专利技术的有益效果在于：一种集成式光电电容器为与钙钛矿/异质结叠层太阳电池能量转换单元和对称超级电容储能单元集成的三端光电电容器。通过协调钙钛矿/异质结叠层太阳电池能量转换单元和对称超级电容储能单元之间的能量匹配，并寻求最大功率点重合和最大效率点同步，集成式光电电容器的太阳能转换存储效率超过了20％。
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1.一种集成式光电电容器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种集成式光电电容器，其特征在于，钙钛矿电池从上到下依次包括空穴传输层、钙钛矿吸光层和电子传输层，免掺杂异质结电池从上到下依次包括空穴选择性传输层、本征氢化非晶硅层、n型单晶硅层、本征氢化非晶硅层、电子选择性混合膜层和金属电极，复合结位于电子传输层和空穴选择性传输层之间。
3.根据权利要求1所述的一种集成式光电电容器，其特征在于，对称超级电容储能单元的结构为石墨烯电极、Na2SO4电解液和石墨烯电极，两个石墨烯电极之间的距离为1mm。
4.根据权利要求1所述的一种集成式光电电容器，其特征在于，Janus对称电极为两面涂有银浆的铜箔。
5.一种集成式光电电容器的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的一种集成式光电电容器的制备方法，其特征在于，在S2中，将钙钛矿/异质结叠层太阳电池能量转换单元的电极和对称超级电容储能单元的电极通过Janus对称电极的相连，放入模具中，引出导电端口，填充环氧树脂，在75℃下烘干固化30分钟，即可得到集成式光电
7.根据权利要求5所述的一种集成式光电电容器的制备方法，其特征在于，TiO2胶体溶液的制备包括：在室温下搅拌下，将7ml油酸缓慢添加到20ml环乙烷中，然后加入5ml十八胺和1ml钛酸四正丁酯，然后将混合溶液加入到50ml高压釜中并在180℃下反应24小时；冷却至室温后，将产物与200ml无水乙醇混合并离心，收集沉淀物，将沉淀物重新分散在24ml甲苯中，获得稳定的TiO2胶体溶液。
8.根据权利要求5所述的一种集成式光电电容器的制备方法，其特征在于，制备钙钛矿吸光层具体包括：将1.47M PbI2、0.11M PbBr2、1.4M FAI、0.11M MABr和0.5M MACl的溶液加入到DMSO/DMF的混合溶剂体系，70℃条件下搅拌1小时，得到PVK前驱体溶液；将PVK前驱体溶液旋涂在TiO2层上，首先以1000rpm的转速旋涂10s，然后以6000rpm的转速旋涂20s，并在旋涂结束前5s将140uL氯苯溶液滴在旋转基底上，将所得到的薄膜在100℃退火45min，最终得到膜厚度为600nm的钙钛矿吸光层。
...【技术特征摘要】
1.一种集成式光电电容器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种集成式光电电容器，其特征在于，钙钛矿电池从上到下依次包括空穴传输层、钙钛矿吸光层和电子传输层，免掺杂异质结电池从上到下依次包括空穴选择性传输层、本征氢化非晶硅层、n型单晶硅层、本征氢化非晶硅层、电子选择性混合膜层和金属电极，复合结位于电子传输层和空穴选择性传输层之间。
3.根据权利要求1所述的一种集成式光电电容器，其特征在于，对称超级电容储能单元的结构为石墨烯电极、na2so4电解液和石墨烯电极，两个石墨烯电极之间的距离为1mm。
4.根据权利要求1所述的一种集成式光电电容器，其特征在于，janus对称电极为两面涂有银浆的铜箔。
5.一种集成式光电电容器的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的一种集成式光电电容器的制备方法，其特征在于，在s2中，将钙钛矿/异质结叠层太阳电池能量转换单元的电极和对称超级电容储能单元的电极通过janus对称电极的相连，放入模具中，引出导电端口，填充环氧树脂，在75℃下烘干固化30分钟，即...
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