【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钙钛矿太阳能电池制备，涉及一种柔性基底的可印刷介观钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
1、钙钛矿太阳能电池(psc)因其低成本且易制备在近十几年间已取得了长足的进步，其中的有机-无机杂化钙钛矿更是表现出优异的光吸收和载流子输运性能，以其超高的光电转换效率吸引人们广泛的关注。其中，基于可印刷介观钙钛矿太阳能电池(p-mpsc)因采用无空穴结构和价格低廉的碳材料做为背电极，并通过丝网印刷工艺制备，这从源头上解决了psc大面积制备和成本问题。但是传统的p-mpsc器件采用刚性材料fto导电玻璃作为基底，它无法满足轻量化、便携式和可穿戴等实际应用需求。因此柔性导电基底在p-mpsc器件中的应用非常有必要。
2、中国专利cn 107146847 a公开了一种新型基于碳电极全固态可印刷钙钛矿太阳能电池，采用丝网印刷的方法在导电玻璃上依次印刷tio2工作电极，zro2绝缘层，高温碳层和低温碳层，钙钛矿通过滴涂的方法加入器件中，得到了一种新型基于碳电极全固态可印刷钙钛矿太阳能电池。该方法存在的缺点在于，使用刚性材料导电玻璃作为基底，在力学上表现出脆性易碎，无法满足轻量化和便携式的要求，这会增加生产、运输和组装成本。
3、中国专利cn 106129251 b专利技术了一种柔性钙钛矿电池的结构及其制备方法。该太阳能电池是在柔性基底上依次沉积金属底电极、掺杂电子收集层、钙钛矿层、空穴传输层和透明导电高分子顶电极，得到一种柔性钙钛矿电池。该结构中采用高电导率的金属作为底电极提升了基底的导电性能，以及采用掺杂电
技术实现思路
1、为解决现有的可印刷介观钙钛矿太阳能电池玻璃导电基底在实际应用中的限制，本专利技术的专利技术人采用柔性导电薄膜作为太阳能器件的基底，以实现可印刷介观钙钛矿太阳能电池的柔性化制备。实验结果表明，本专利技术所揭示的制备工艺在柔性薄膜上成功制备出可印刷介观钙钛矿太阳能电池。沉积的介孔膜及钙钛矿材料在柔性基底上平整且可弯折，有利于实现可印刷介观钙钛矿太阳能电池的大面积制备和扩展实际应用场景。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种柔性可印刷介观钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括由下至上依次设置的透明导电基底pi/ito、tio2致密层、tio2介孔层、zro2介孔层、导电碳层，以及分布于tio2介孔层，zro2介孔层和导电碳层的钙钛矿吸光层；
4、其中，tio2介孔层的厚度为400-1000nm，zro2介孔层的厚度为1000-3000nm，导电碳层的厚度为10000-50000nm，钙钛矿吸光层为ch3nh3pbi3，所述ito为氧化铟锡，pi为聚酰亚胺。
5、本专利技术还提供一种柔性可印刷介观钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
6、(1)将透明导电pi/ito基底依次用洗涤剂、去离子水、丙酮和乙醇超声清洗并吹干，得到预处理基底；
7、(2)将300μl的双(乙酰丙酮基)二异丙基钛酸酯用30ml的乙醇稀释并喷涂于所述预处理基底表面，然后进行退火处理，得到tio2致密层；
8、(3)在所述步骤(2)得到的tio2致密层表面印刷tio2浆料后进行退火处理，得到tio2介孔层，其中tio2浆料的制备为tio2和松油醇混合而成，tio2：松油醇的质量比为(1-2)：(3-6)；
9、(4)在所述步骤(3)得到的tio2介孔层表面先印刷zro2浆料，再印刷碳浆料，然后进行退火处理，得到zro2介孔层和碳层，
10、其中，zro2浆料为充分研磨混合zro2、乙基纤维素和松油醇而成，zro2：乙基纤维素：松油醇的质量比为(3-5)：(0.5-2)：(10-20)，
11、碳浆料为充分研磨混合炭黑、石墨、乙基纤维素和松油醇而成，炭黑：石墨：乙基纤维素：松油醇的质量比为(3-5)：(3-5)：(0.5-2)：(10-20)；
12、(5)在所述步骤(4)得到的碳层表面滴加钙钛矿前驱体溶液并退火处理，得到柔性可印刷介观钙钛矿太阳能电池；
13、其中，钙钛矿前驱体溶液制备方法为0.230g-0.460g的pbi2和0.160-0.320g的ch3nh3i加入300-400ml的n,n-二甲基甲酰胺和500-700ml的二甲基亚砜，通过混合搅拌得到钙钛矿前驱体溶液。
14、优选地，所述步骤(1)中的洗涤剂为白猫牌或立白牌洗涤剂。
15、优选地，所述步骤(2)中的退火处理温度为350-550℃，退火处理的时间为20-40min。
16、优选地，所述步骤(3)、步骤(4)中退火处理的温度为350-550℃，退火处理的时间为20-40min。
17、优选地，所述步骤(5)中的退火处理的温度为70-100℃，退火处理的时间为60-180min。
18、所述的pi/ito导电基底为市售产品，生产厂家为营口优科新材料有限公司。
19、有益效果
20、本专利技术提供的可印刷介观钙钛矿太阳能电池以柔性导电pi/ito基底，tio2致密层，tio2介孔层，zro2介孔层，碳层和钙钛矿渗透至介孔层内部。本专利技术提供的柔性可印刷介观钙钛矿太阳能电池以tio2为电子传输层，以碳层为背电极替代昂贵的金属电极，通过丝网印刷制备方法得到柔性可印刷介观钙钛矿太阳能电池。数据表明，柔性可印刷介观钙钛矿太阳能电池的效率为1.28％，电流密度为6.03ma cm-2，开路电压为0.80v，填充因子为26.40％。
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1.一种柔性可印刷介观钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括由下至上依次设置的透明导电基底PI/ITO、TiO2致密层、TiO2介孔层、ZrO2介孔层、导电碳层，以及分布于TiO2介孔层，ZrO2介孔层和导电碳层的钙钛矿吸光层；
2.一种柔性可印刷介观钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的洗涤剂为白猫牌或立白牌洗涤剂。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的退火处理温度为350-550℃，退火处理的时间为20-40min。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)、步骤(4)中退火处理的温度为350-550℃，退火处理的时间为20-40min。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的退火处理的温度为70-100℃，退火处理的时间为60-180min。
【技术特征摘要】
1.一种柔性可印刷介观钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括由下至上依次设置的透明导电基底pi/ito、tio2致密层、tio2介孔层、zro2介孔层、导电碳层，以及分布于tio2介孔层，zro2介孔层和导电碳层的钙钛矿吸光层；
2.一种柔性可印刷介观钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的洗涤剂为白猫牌或立白牌洗涤剂。...
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