1.一种以黑磷和石墨烯为空穴传输层的钙钛矿太阳能电池,包括:透明导电电极(1)、电子传输层(2)、钙钛矿结构吸光层(3)、黑磷和石墨烯空穴传输层(4)和正电极(5),其特征在于: 在黑磷和石墨烯空穴传输层(4)上依次为钙钛矿结构吸光层(3)、电子传输层(2)和透明导电电极(1),正电极(5)制备在黑磷空穴传输层(4)的背面。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于, 所述的黑磷和石墨烯空穴传输层(4)的厚度为1nm-300nm。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,黑磷层形成具有六边形孔的蜂巢结构,石墨烯填充与六边形的孔中。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,黑磷和石墨烯空穴传输层中掺杂有金属钛或钼。
5.一种黑磷为空穴传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:
步骤1,通过常规沉积、溅射或者旋涂法在透明导电电极是依次形成电子传输层、钙钛矿结构吸光层;
步骤2,在隔绝空气的情况下,取黑磷进行研磨,并将研磨后的黑磷分散在有机溶剂中得到浓度为0.6~1.2mg/mL的分散液;将所述分散液先在功率为1000~1400W下进行探针式超声2~4小时,然后在功率为200~400W下进行水浴超声8~12小时;超声完毕后,离心,收集上清液;
步骤3,将收集的上清液与聚酰亚胺以1:1的比例混合,之后将混合物通过丝网印刷方法印刷于钙钛矿结构吸光层上,且形成具有六边形孔的蜂巢结构,并在200-400摄氏度的条件下烘烤30~50分钟,形成黑磷层;
步骤4,利用步骤3中的丝网印刷模板,通过原位化学气相沉积的方法,在黑磷层的六边形孔中沉积石墨烯, 黑磷层和石墨烯共同构成黑磷和石墨烯空穴传输层;
步骤5,通过常规溅射方法在黑磷和石墨烯空穴传输层上形成金正电极。
6.一种黑磷为空穴传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:
步骤1,通过常规沉积、溅射或者旋涂法在透明导电电极是依次形成电子传输层、钙钛矿结构吸光层;
步骤2,在隔绝空气的情况下,取黑磷进行研磨,并将研磨后的黑磷分散在有机溶剂中,得到浓度为0.6~1.2mg/mL的分散液;将所述分散液先在功率为1000~1400W下进行探针式超声2~4小时,然后在功率为200~400W下进行水浴超声8~12小时;超声完毕后,离心,收集上清液;
步骤3,将收集的上清液与聚酰亚胺以1:1的比例混合,之后将混合物通过丝网印刷方法于钙钛矿结构吸光层上形成含有六边形孔的蜂巢结构,并在200-400摄氏度的条件下烘烤30~50分钟,形成黑磷层;
步骤4,利用步骤3中的丝网印刷模板,通过原位化学气相沉积的方法,在黑磷层的六边形孔中形成石墨烯, 黑磷层和石墨烯共同构成黑磷和石墨烯空穴传输层;
步骤5,通过离子注入或扩散法,将金属钛或金属钼掺杂到黑磷和石墨烯空穴传输层表面,并进行热退火,退火条件为在温度250~300℃下,退火1.5~3小时;
步骤6,通过常规溅射方法在掺杂后的黑磷和石墨烯空穴传输层上形成金正电极。