[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及其碳浆料、制备方法

说明书

本发明提供一种钙钛矿太阳能电池及其碳浆料、制备方法，所述钙钛矿太阳能电池的碳浆料，包括如下成分：石墨粉、碳黑、乙基纤维素、松油醇、正丙醇锆。本发明的钙钛矿太阳能电池的碳浆料，通过正丙醇锆的添加，使得碳浆料粘附性大幅增加，从而提高了碳背电极的粘附性，并且使钙钛矿太阳能电池的性能得到优化。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池及其碳浆料、制备方法。

背景技术

由于钙钛矿太阳能电池(PSC)具有良好的功率转换效率(PCE)以及非常低的材料成本，因此被认为是一种很有前途的光伏技术。钙钛矿太阳能电池之所以具有高光伏性能，是由于其光学上的高吸收特性和具有长扩散长度的平衡电荷传输特性。

传统的钙钛矿太阳能电池的背电极为Au、Ag等贵金属，这些原料价格昂贵，且会与钙钛矿发生反应，因此，采用低成本且性质稳定的背电极成为重要研究方向之一。碳材料由于其功函数(-5.0eV)和Au的功函数(-5.1eV)接近，且碳材料价格低廉来源丰富，因此用碳材料取代贵金属Au作为钙钛矿电池的背电极成为钙钛矿太阳能电池大规模工业生产的更优选择。

目前，钙钛矿太阳能电池主要由FTO玻璃、二氧化钛致密层、二氧化钛介孔层、氧化锆间隔层、钙钛矿层和碳背电极组成。然而碳材料由于其机械性能较差，对FTO玻璃的粘附性不足，碳背电极处在印刷的最后一层，在测试时测试仪器分别连接FTO玻璃和碳电极，导致碳电极容易从FTO玻璃上剥落，从而导致钙钛矿电池的功率转换效率测试结果极差，也会直接影响碳电极的导电性，从而影响钙钛矿电池的填充效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术中的碳背电极机械性能不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种钙钛矿太阳能电池的碳浆料，包括如下成分：石墨粉、碳黑、乙基纤维素、松油醇、正丙醇锆。

优选地，所述的钙钛矿太阳能电池的碳浆料，包括如下重量份的成分：

本发明还提供一种钙钛矿太阳能电池的碳浆料的制备方法，包括如下步骤：取石墨粉、碳黑、乙基纤维素、松油醇、乙醇，混合均匀，并向其中加入正丙醇锆，得到混合物；然后，将所述混合物进行球磨，并混合均匀，得到钙钛矿太阳能电池的碳浆料。

优选地，所述乙醇与所述松油醇的重量比为(1.5-3)：1。

优选地，所述的钙钛矿太阳能电池的碳浆料的制备方法，具体包括如下步骤：取石墨粉、碳黑、乙基纤维素，向其中加入松油醇、乙醇，再向其中加入正丙醇锆，得到混合物；然后，将所述混合物球磨24-72h，再旋蒸除去乙醇，采用三辊机将所述混合物混合均匀，即得到钙钛矿太阳能电池的碳浆料。

本发明还提供一种钙钛矿太阳能电池，采用所述的钙钛矿太阳能电池的碳浆料制备碳背电极。

优选地，所述的钙钛矿太阳能电池，包括依次设置的FTO玻璃、二氧化钛致密层、二氧化钛介孔层、氧化锆间隔层、钙钛矿层和碳背电极。其中，FTO玻璃为掺杂氟的SnO₂透明导电玻璃。

本发明还提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

(1)取FTO玻璃作为基底，在所述FTO玻璃上喷涂二氧化钛，形成二氧化钛致密层；

(2)在所述二氧化钛致密层上印刷二氧化钛，形成二氧化钛介孔层；

(3)在所述二氧化钛介孔层上印刷氧化锆，形成氧化锆间隔层；

(4)取所述的钙钛矿太阳能电池的碳浆料的制备方法得到的碳浆料，将所述碳浆料印刷在所述氧化锆间隔层上，形成碳背电极；