[发明专利]一种具有石墨烯界面层的太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种具有石墨烯界面层的太阳电池，由导电玻璃、光阳极、电解质和对电极组成，其特征在于，所述导电玻璃与光阳极之间设置有石墨烯界面层。

2.根据权利要求1所述的一种具有石墨烯界面层的太阳电池，其特征在于，所述的石墨烯界面层均匀分布在导电玻璃上，由1-10层单层碳原子组成，厚度为0.35-4nm。

3.根据权利要求1或者2所述的一种具有石墨烯界面层的太阳电池，其特征在于，所述的导电玻璃为铟锡氧化物导电玻璃或者氟锡氧化物导电玻璃；所述的光阳极为敏化光阳极，由敏化材料和多孔氧化物薄膜组成，其中所述多孔氧化物薄膜为氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化钨、氧化锆或氧化铌，所述敏化材料为染料光敏化剂或者量子点光敏化剂中至少一种。

4.根据权利要求3所述的一种具有石墨烯界面层的太阳电池，其特征在于，所述染料光敏化剂为联吡啶金属络合物系列、酚菁系列、卟啉系列或者纯有机染料系列染料光敏化剂；所述量子点光敏化剂为硫化镉量子点、硒化镉量子点、碲化镉量子点、硫化锌量子点、硒化锌量子点、碲化锌量子点、硫化汞量子点、硒化汞量子点或碲化汞量子点。

5.一种制备具有石墨烯界面层的太阳电池的方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

(1)将氧化石墨在有机溶剂中超声，形成悬浮液

(2)将氧化石墨悬浮液喷涂到导电玻璃上

(3)在还原性或者惰性气氛下，将喷涂在导电玻璃上的氧化石墨还原成石墨烯，在导电玻璃上得到石墨烯界面层

(4)将氧化物纳米晶粉末、聚乙二醇、去离子水放入研钵，研磨得到氧化物浆料，再将氧化物浆料涂覆在带有石墨烯界面层的导电玻璃上，烧结，得到多孔氧化物薄膜

(5)将步骤(4)制备的带有石墨烯界面层和多孔氧化物薄膜的导电玻璃，浸入光敏化剂溶液，制得光阳极

(6)将光阳极、石墨烯界面层和导电玻璃与电解液、对电极一起封装，制成带有石墨烯界面层的太阳电池。

6.根据权利要求5所述的一种制备具有石墨烯界面层的太阳电池的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，有机溶剂为在常温下呈液态的芳香类、脂肪烃类、脂环烃类、卤化烃类、醇类、醚类、酯类或者酮类有机溶剂中的一种；氧化石墨的浓度为0.05-0.50mg/ml。

7.根据权利要求5所述的一种制备具有石墨烯界面层的太阳电池的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述的导电玻璃为铟锡氧化物导电玻璃或者氟锡氧化物导电玻璃；在进行喷涂时，载气为空气、氮气、氦气、氖气、氩气或者二氧化碳中的一种；载气流量为100-1000sccm；喷涂时间为1-3min；导电玻璃温度为60-90℃。

8.根据权利要求5所述的一种制备具有石墨烯界面层的太阳电池的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述还原性或者惰性气氛为氢气、一氧化碳、甲烷、氦气、氖气或者氩气中的一种，还原温度为250-350℃，还原时间为30-120min。

9.根据权利要求5所述的一种制备具有石墨烯界面层的太阳电池的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述氧化物纳米晶粉末为二氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化钨、氧化锆或氧化铌中的一种；待氧化物浆料干燥后，在氧气和氩气的混合气氛中烧结，烧结时间为30-60min，温度为300-450℃，氧气和氩气的摩尔比为(1∶5)-(1∶2)。

10.根据权利要求5所述的一种制备具有石墨烯界面层的太阳电池的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述光敏化剂溶液为染料光敏化剂溶液或者量子点光敏化剂溶液中至少一种；所述染料光敏化剂为太阳电池领域中常使用的联吡啶金属络合物系列、酚菁系列、卟啉系列或者纯有机染料系列染料光敏化剂；所述量子点光敏化剂为硫化镉量子点、硒化镉量子点、碲化镉量子点、硫化锌量子点、硒化锌量子点、碲化锌量子点、硫化汞量子点、硒化汞量子点或碲化汞量子点。