[发明专利]一种基于钙钛矿型有机铅碘化合物的纤维状太阳电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于钙钛矿型有机铅碘化合物的纤维状太阳电池，其特征在于，其径向方向，从里至外依次包含钛丝（1）、二氧化钛层（2）、钙钛矿型有机铅碘化合物层（3）、导电聚合物层（4）和碳纳米管薄膜层（5），电池呈纤维状，其中钙钛矿型有机铅碘化合物作为主要的光电转换材料，钛丝和碳纳米管为电池电极。

2.按照权利要求1所述的基于钙钛矿型有机铅碘化合物的纤维状太阳电池，其特征在于该电池的制备方法包括如下步骤：

（1）将钛丝依次用稀盐酸和丙酮进行超声处理；

（2）配制NH₄F、H₂O以及HF的乙二醇溶液，将处理后的钛丝放入该溶液中，利用恒电流仪进行阳极氧化，反应后在空气环境中以300~500℃煅烧，保温1~5h，得到二氧化钛层；

（3）将（2）中得到的产物依次放入PbI₂有机溶液和CH₃NH₃I有机溶液中浸泡，在保护性气体气氛中烘干，得到钙钛矿型有机铅碘化合物层；

（4）将（3）得到的产物放入导电聚合物的有机溶液中浸泡5s~10min，在保护性气体气氛中烘干，得到导电聚合物层；

（5）将（4）中得到的产物包覆一层碳纳米管薄膜，使碳纳米管薄膜与导电聚合物层紧密接触，作为电池电极，并用导线引出。

3.按照权利要求2所述的基于钙钛矿型有机铅碘化合物的纤维状太阳电池，其特征在于，乙二醇溶液中的NH₄F含量为0.1~0.5wt%，H₂O的含量1~5vol%，HF的含量为0.5~5 vol%。

4.按照权利要求2所述的基于钙钛矿型有机铅碘化合物的纤维状太阳电池，其特征在于，在步骤（2）的阳极氧化过程中，电压控制在10~100V，时间10s~60min。

5.按照权利要求2所述的基于钙钛矿型有机铅碘化合物的纤维状太阳电池，其特征在于，PbI₂的溶剂是N,N-二甲基甲酰胺，其浓度为1~10M，浸泡时间为1~60s；CH₃NH₃I的溶剂是γ-丁内酯或是异丙醇，其浓度为10~100mg/mL，浸泡时间为1~60min；导电聚合物的溶剂是氯苯或1,2-二氯苯，其浓度为10~100mg/mL；烘干温度均为20~100℃，烘干时间均为10-100min。

6.按照权利要求1或2所述的基于钙钛矿型有机铅碘化合物的纤维状太阳电池，其特征在于，所述的钛丝直径为0.01~2 mm。

7.按照权利要求1或2所述的基于钙钛矿型有机铅碘化合物的纤维状太阳电池，其特征在于，所述的钙钛矿型有机铅碘化合物层厚度为50 nm~2μm。

8.按照权利要求1或2所述的基于钙钛矿型有机铅碘化合物的纤维状太阳电池，其特征在于，所述的导电聚合物层包括聚三己基噻吩、2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴或聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)。

9.按照权利要求1或2所述的基于钙钛矿型有机铅碘化合物的纤维状太阳电池，其特征在于，所述碳纳米管是单壁碳纳米管薄膜、双壁碳纳米管薄膜或多壁碳纳米管薄膜，其厚度为50-200 nm。