[发明专利]带晕环SP-MOF晶体、制备方法及钙钛矿太阳能电池

权利要求书

1.一种Pb-MOF晶体，其特征在于，所述Pb-MOF晶体为规则斜六边柱形，所述Pb-MOF晶体中含有Pb、C、O元素，其原子个数百分比分别为5-10%、55-60%和35-40%。

2.根据权利要求1所述的一种Pb-MOF晶体，其特征在于，所述Pb-MOF晶体的底面正六边形的边长为5-10nm，柱体高度为1-3nm，斜侧面与底面间的倾斜夹角为40-60°。

3.一种权利要求1-2任一项所述Pb-MOF晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配制Pb-MOF前驱溶液：将1,3,5-H₃BTC与Pb(NO₃)₂分别溶解在水中，其中，1,3,5-H₃BTC水溶液在50-75°C下搅拌30-40min，然后将两种水溶液混合，使得1,3,5-H₃BTC与Pb(NO₃)₂的摩尔比为1:(0.9-1.25)，将混合溶液于室温下搅拌30-40min，得到Pb-MOF前驱溶液；

2)制备Pb-MOF晶体：将Pb-MOF前驱溶液超声30-40min形成沉淀，向沉淀中加入无水乙醇，在转速9000-10000rpm下离心10-20 min，再超声5-10 min洗涤，重复6-10次，最后于60-70°C烘干12-14h得Pb-MOF晶体。

4.一种带晕环SP-MOF晶体的制备方法，其特征在于，包括步骤：

1）配制SP-MOF混合溶液：将权利要求1-2任一项所述规则斜六边柱形Pb-MOF晶体粉末或将由权利要求3所述制备方法制备得到的规则斜六边柱形Pb-MOF晶体粉末、Spiro-OMeTAD粉末、Li-TFSI的乙腈溶液、tBP溶液、FK209的乙腈溶液与氯苯混合，其含量相对于氯苯分别为40-50g/L、85-86g/L、0.015-0.02L/L、0.03-0.04L/L、0.007-0.009L/L，震荡45-60min后制备SP-MOF混合溶液；

2）制备SP-MOF晶体：将制得的SP-MOF混合溶液用孔径为0.2-0.5μm的过滤头，过滤掉大尺寸晶体，获得小尺寸SP-MOF前驱溶液，再以3000-5000rpm的转速，均匀旋涂在FTO上，旋涂20-40s后用乙醇冲洗FTO，获得含有SP-MOF晶体的乙醇溶液，待乙醇溶液挥发后，得到SP-MOF晶体。

5.根据权利要求4所述的一种带晕环SP-MOF晶体的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中，Li-TFSI的乙腈溶液中Li-TFSI相对于乙腈的含量为510-525g/L；FK209的乙腈溶液中FK209相对于乙腈的含量为395-410g/L。

6.一种采用权利要求4-5任一项所述制备方法制得规则斜六边柱形的带晕环的SP-MOF晶体。

7.根据权利要求6所述规则斜六边柱形的带晕环的SP-MOF晶体，其特征在于，所述SP-MOF晶体中含有Pb、C、N、O元素，其原子个数百分比分别为1-5%、75-80%、3-5%和15-20%。

8.根据权利要求7所述规则斜六边柱形的带晕环的SP-MOF晶体，其特征在于，所述SP-MOF晶体的底面正六边形的边长为1.2-1.5μm，柱体高度为0.7-1μm，斜侧面与底面间的倾斜夹角为40-60°，且在晶体外围具有50-60nm宽度的晕环。

9.一种采用权利要求4-5任一项所述制备方法制备得到的SP-MOF晶体或采用权利要求6-8任一项所述SP-MOF晶体掺杂空穴传输层的钙钛矿太阳能电池。

10.一种权利要求9所述钙钛矿太阳能电池的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）制备电子传输层：准备基底，在基底上制备电子传输层；

2）制备钙钛矿活性层：在电子传输层上制备钙钛矿活性层；

3）制备空穴传输层：将SP-MOF前驱溶液以3500-4500rpm的转速，均匀旋涂在钙钛矿层上，旋涂15-25s后制备空穴传输层；

4)制备金属电极：在空穴传输层上制备金属银电极。