基于MXene材料互联的两端式叠层太阳能电池及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种基于mxene材料互联的两端式叠层太阳能电池，其特征在于，包括钙钛矿底电池、mxene材料互联层和钙钛矿顶电池；所述mxene材料互联层沉积形成在所述钙钛矿底电池上，所述钙钛矿顶电池键合结合在所述mxene材料互联层上。2.根据权利要求1所述的两端式叠层太阳能电池，其特征在于，所述mxene材料互联层的材料具体是nb2ct
x
。3.根据权利要求2所述的两端式叠层太阳能电池，其特征在于，所述mxene材料互联层的厚度为50nm～200nm。4.根据权利要求1所述的两端式叠层太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿底电池包括依次叠层设置的第一导电玻璃基底、第一电子传输层、第一钙钛矿光吸收层、第一空穴传输层、传输缓冲层、第一透明导电层和顶电极层，所述第一导电玻璃基底上连接有第一引出电极；所述钙钛矿顶电池包括依次叠层设置的第二导电玻璃基底、第二空穴传输层、第二钙钛矿光吸收层、第二电子传输层和第二透明导电层，所述第二导电玻璃基底上连接有第二引出电极；其中，所述mxene材料互联层沉积形成在所述顶电极层上，所述第二透明导电层键合结合在所述mxene材料互联层上。5.根据权利要求1所述的两端式叠层太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿底电池包括依次叠层设置的第一导电玻璃基底、第一空穴传输层、第一钙钛矿光吸收层、第一电子传输层、传输缓冲层、第一透明导电层和顶电极层，所述第一导电玻璃基底上连接有第一引出电极；所述钙钛矿顶电池包括依次叠层设置的第二导电玻璃基底、第二电子传输层、第二钙钛矿光吸收层、第二空穴传输层和第二透明导电层，所述第二导电玻璃基底上连接有第二引出电极；其中，所述mxene材料互联层沉积形成在所述顶电极层上，所述第二透明导电层键合结合在所述mxene材料互联层上。6.根据权利要求4或5所述的两端式叠层太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿底电池中，所述第一导电玻璃基底为ito导电玻璃，所述第一电子传输层的材料为sno2，所述第一钙钛矿光吸收层的材料为ma
0.72
fa
0.28
pb(i
0.85
cl
0.15
)3，所述第一空穴传输层的材料为spiro-ometad，所述传输缓冲层的材料为moo
x
，第一透明导电层的材料为izo，所述顶电极层和所述第一引出电极的材料为ag；所述钙钛矿顶电池中，所述第二导电玻璃基底为ito导电玻璃，所述第二空穴传输层的材料为ptaa，所述第二钙钛矿光吸收层的材料为fa
0.65
ma
0.2
cs
0.15
pb(i
0.8
br
0.2
)3或fa
0.83
cs
0.17
pbi
2.8
cl
0.2
，所述第二电子传输层的材料为sno2，所述第二透明导电层的材料为izo，所述第二引出电极的材料为ag。7.根据权利要求6所述的两端式叠层太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿底电池中，所述第一导电玻璃基底的厚度为0.5mm～1mm且具有50nm～200nm厚的ito导电层，所述第一电子传输层的厚度为50nm～100nm，所述第一钙钛矿光吸收层的厚度为300nm～600nm，所述第一空穴传输层的厚度为10nm～100nm，所述传输缓冲层的厚度为10nm～80nm，第一透明导电层的厚度为50nm～200nm，所述顶电极层和所述第一引出电极的厚度分别为30nm～150nm；所述钙钛矿顶电池中，所述第二导电玻璃基底的厚度为0.5mm～1mm且具有50nm～200nm厚的ito导电层，所述第二空穴传输层的厚度为10nm～100nm，所述第二钙钛矿光吸收层的厚度为300nm～600nm，所述第二电子传输层的厚度为50nm～100nm，所述第二透明导电
层的厚度为50nm～200nm，所述第二引出电极的厚度为30nm～150nm。8.如权利要求1-7任一项所述的基于mxene材料互联的两端式叠层太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：分别制备获得所述钙钛矿底电池和所述钙钛矿顶电池；在所述钙钛矿底电池上沉积形成所述mxene材料互联层；将所述钙钛矿顶电池键合在所述mxene材料互联层上并采用固化胶固化连接。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述两端式叠层太阳能电池的制备方法包括以下步骤：提供第一导电玻璃基底，在所述第一导电玻璃基底上依次制备形成叠层设置的第一电子传输层、第一钙钛矿光吸收层、第一空穴传输层、传输缓冲层和第一透明导电层，在所述第一透明导电层上沉积顶电极层并在所述第一导电玻璃基底上形成第一引出电极，获得所述钙钛矿底电池；应用旋涂、喷涂或丝网印刷工艺在所述顶电极层上制备形成所述mxene材料互联层；提供第二导电玻璃基底，在所述第二导电玻璃基底上依次制备形成叠层设置的第二空穴传输层、第二钙钛矿光吸收层、第二电子传输层和第二透明导电层，并在所述第二导电玻璃基底上制备形成第二引出电极，获得所述钙钛矿顶电池；将所述第二透明导电层键合结合在所述mxene材料互联层上，在所述第二透明导电层和所述mxene材料互联层连接界面的四周涂布紫外光固化胶并使用紫外光照射固化，制备获得所述两端式叠层太阳能电池。10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述两端式叠层太阳能电池的制备方法包括以下步骤：提供第一导电玻璃基底，在所述第一导电玻璃基底上依次制备形成叠层设置的第一空穴传输层、第一钙钛矿光吸收层、第一电子传输层、传输缓冲层和第一透明导电层，在所述第一透明导电层上沉积顶电极层并在所述第一导电玻璃基底上形成第一引出电极，获得所述钙钛矿底电池；应用旋涂、喷涂或丝网印刷工艺在所述顶电极层上制备形成所述mxene材料互联层；提供第二导电玻璃基底，在所述第二导电玻璃基底上依次制备形成叠层设置的第二电子传输层、第二钙钛矿光吸收层、第二空穴传输层和第二透明导电层，并在所述第二导电玻璃基底上制备形成第二引出电极，获得所述钙钛矿顶电池；将所述第二透明导电层键合结合在所述mxene材料互联层上，在所述第二透明导电层和所述mxene材料互联层连接界面的四周涂布紫外光固化胶并使用紫外光照射固化，制备获得所述两端式叠层太阳能电池。

技术总结
本发明公开了一种基于MXene材料互联的两端式叠层太阳能电池，其包括钙钛矿底电池、MXene材料互联层和钙钛矿顶电池；所述MXene材料互联层沉积形成在所述钙钛矿底电池上，所述钙钛矿顶电池键合结合在所述MXene材料互联层上。其制备方法包括：分别制备获得所述钙钛矿底电池和所述钙钛矿顶电池；在所述钙钛矿底电池上沉积形成所述MXene材料互联层；将所述钙钛矿顶电池键合在所述MXene材料互联层上并采用固化胶固化连接。本发明以机械堆叠的方式，将钙钛矿底电池和钙钛矿顶电池堆叠形成全钙钛矿的两端叠层太阳电池，顶电池和底电池之间能够有效地进行电学串联和光学耦合，并且降低叠层电池的制备工艺难度。叠层电池的制备工艺难度。叠层电池的制备工艺难度。


技术研发人员：朱卫东 姚小彦 于淼 董鹏 胡一栋 石生斌 张春福 陈大正
受保护的技术使用者：青海黄河上游水电开发有限责任公司
技术研发日：2022.07.29
技术公布日：2022/11/11