[发明专利]一种自充电的微型光电容器装置及其制备方法

权利要求书

1.一种自充电的微型光电容器装置，其特征在于：所述光电容器装置包括微型超级电容器、钙钛矿太阳能电池、共享负极导线、共享正极导线、串联导线、封装材料以及电解液；

微型超级电容器是由两个叉指电极的叉指交叉排列形成的，叉指电极的材料组成为金集流体及其表面依次涂覆的碳-活性炭层、RGO-PEDOT层；

钙钛矿太阳能电池依次由导电玻璃、SnO₂阻挡层、MAPbI₃光敏层和复合电极层组成；导电玻璃是经过刻蚀处理之后包含非导电区域和n个导电区域的玻璃，每个导电区域又分为电极区和电池区，每个导电区域包含一个钙钛矿太阳能电池，钙钛矿太阳能电池位于电池区，电极区上涂覆有碳-活性炭层和RGO-PEDOT层的复合涂层，复合电极层是由碳-活性炭层和RGO-PEDOT层组成的复合电极层；

共享负极导线、共享正极导线以及串联导线的材料均是由碳-活性炭层和RGO-PEDOT层组成的；

微型超级电容器、钙钛矿太阳能电池、共享负极导线、共享正极导线以及串联导线为一体化结构，微型超级电容器的一个叉指电极与导电玻璃上一个导电区域中电极区的复合涂层通过共享负极导线连接，微型超级电容器的另一个叉指电极与导电玻璃上另一个导电区域中钙钛矿太阳能电池的复合电极通过共享正极导线连接，串联导线用于实现相邻两个钙钛矿太阳能电池的串联，一个钙钛矿太阳能电池的复合电极与另一个钙钛矿太阳能电池所在的导电区域中电极区的复合涂层连接；电解液滴涂在微型超级电容器的叉指电极表面，封装材料用于微型超级电容器、钙钛矿太阳能电池、共享正极导线、共享负极导线以及串联导线的封装；

导电玻璃为FTO导电玻璃或ITO导电玻璃；

n为大于等于1的整数；其中，n＝1时，所述光电容器装置不包含串联导线，微型超级电容器的一个叉指电极与导电玻璃上一个导电区域中电极区的复合涂层通过共享负极导线连接，微型超级电容器的另一个叉指电极与导电玻璃上该导电区域中钙钛矿太阳能电池的复合电极通过共享正极导线连接；

所述碳-活性炭层的厚度均为60μm～100μm，碳-活性炭层中碳与活性炭的质量比为3:1～5:1；所述RGO-PEDOT层的厚度均为50μm～80μm，RGO-PEDOT层中RGO与PEDOT的质量比为1:1～1:1.5。

2.根据权利要求1所述的一种自充电的微型光电容器装置，其特征在于：微型超级电容器中每个叉指电极的叉指个数为10～14个，每个叉指宽度为0.45mm～0.6mm，每个叉指长度为4.8mm～5.0mm，交叉排列的相邻两个叉指间隔宽度为0.45mm～0.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种自充电的微型光电容器装置，其特征在于：微型超级电容器中的金集流体的厚度为150nm～200nm。

4.根据权利要求1所述的一种自充电的微型光电容器装置，其特征在于：所述光电容器装置中每个钙钛矿太阳能电池的有效面积为27mm²～48mm²，相邻两个钙钛矿太阳能电池之间的间隔不大于1.2mm。

5.根据权利要求1所述的一种自充电的微型光电容器装置，其特征在于：共享正极导线以及共享负极导线的线宽为1mm～1.5mm，串联导线的线宽与钙钛矿太阳能电池上的复合电极宽度相等，电极区的尺寸与钙钛矿太阳能电池上复合电极的尺寸相等。

6.根据权利要求1所述的一种自充电的微型光电容器装置，其特征在于：所述装置中含有三个串联的钙钛矿太阳能电池，且三个钙钛矿太阳能电池呈倒“品”字状排列；相应地，电解液由1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)和丙酮配制而成，聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)在电解液中的浓度为110mg/mL～130mg/mL，1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐在电解液中的浓度为510mg/mL～540mg/mL。

7.根据权利要求1所述的一种自充电的微型光电容器装置，其特征在于：封装材料选用聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。