1.一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1、先将1~10g、粒径为10~20nm的N型半导体纳米晶颗粒分散在去离子水中,配制成浓度为10~50mg/mL的N型半导体纳米晶颗粒分散液,往其中添加等体积的浓度为10~100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液,用氨水或氢氧化钠调节溶液的pH至8.5,在2000~3000转/分钟的转速下搅拌反应1~4小时,然后在6000~10000转/分钟的转速下离心0.5~1小时,收集离心得到的沉淀,获得聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒,N型半导体纳米晶颗粒外包裹有3~20nm厚的聚多巴胺层;
步骤2、然后将1~10g、粒径为10~20nm的绝缘体纳米晶颗粒分散在去离子水中,配制成浓度为10~50mg/mL的绝缘体纳米晶颗粒分散液,往其中添加等体积的浓度为10~100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液,用氨水或氢氧化钠调节溶液的pH至8.5,在2000~3000转/分钟的转速下搅拌反应1~4小时,然后在6000~10000转/分钟的转速下离心0.5~1小时,收集离心得到的沉淀,获得聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒,绝缘体纳米晶颗粒外包裹有3~20nm厚的聚多巴胺层;
步骤3、然后将1~10g、粒径为10~20nm的P型半导体纳米晶颗粒分散在去离子水中,配制成浓度为10~50mg/mL的P型半导体纳米晶颗粒分散液,往其中添加等体积的浓度为10~100mg/mL的盐酸多巴胺水溶液,用氨水或氢氧化钠调节溶液的pH至8.5,在2000~3000转/分钟的转速下搅拌反应1~4小时,然后在6000~10000转/分钟的转速下离心0.5~1小时,收集离心得到的沉淀,获得聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒,P型半导体纳米晶颗粒外包裹有3~20nm厚的聚多巴胺层;
步骤4、然后将步骤1中制备的聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒、步骤2中制备的聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒以及步骤3中制备的聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分别分散在去离子水中,配制成浓度为10~15mg/mL的聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒分散液、浓度为10~15mg/mL的聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒分散液以及浓度为10~15mg/mL的聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分散液;
步骤5、然后在5000~6000转/分钟的转速下,将步骤4中得到的聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒分散液、聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒分散液以及聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分散液依次旋涂到导电玻璃的导电面上,从而在导电玻璃的导电面上依次对应形成150~250nm厚的电子传输层、30~50nm厚的绝缘隔离层和150~250nm厚的空穴传输层,经500℃高温热处理0.5~1小时后,获得在电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层之间均具有填充孔道的正式电池骨架;或者在5000~6000转/分钟的转速下,将步骤4中得到的聚多巴胺修饰的P型半导体纳米晶颗粒分散液、聚多巴胺修饰的绝缘体纳米晶颗粒分散液以及聚多巴胺修饰的N型半导体纳米晶颗粒分散液依次旋涂到导电玻璃的导电面上,从而在导电玻璃的导电面上依次对应形成150~250nm厚的空穴传输层、30~50nm厚的绝缘隔离层和150~250nm厚的电子传输层,经500℃高温热处理0.5~1小时后,获得在空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层之间均具有填充孔道的反式电池骨架;各所述填充孔道的孔径为5~50nm;
步骤6、然后在8000~12000转/分钟的转速下,向步骤5中得到的正式电池骨架或者反式电池骨架的各填充孔道内通过旋涂填充有机‑无机杂化钙钛矿光吸收层前驱液或全无机钙钛矿光吸收层前驱液,经氯苯或乙酸乙酯浸泡5~10分钟,在100~150℃下热处理10~30分钟,形成钙钛矿光吸收层贯穿于电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层间的体相异质结;
步骤7、最后在步骤6中形成体相异质结的正式电池骨架的空穴传输层或者反式电池骨架的电子传输层上印刷上碳电极,即得到具有正式结构或者反式结构的所述体相异质结钙钛矿太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:步骤6中,所述有机‑无机杂化钙钛矿光吸收层前驱液为甲胺铅碘钙钛矿材料前驱液或者甲脒铅碘溴钙钛矿材料前驱液,所述全无机钙钛矿光吸收层前驱液为铯铅碘溴钙钛矿材料前驱液。
3.根据权利要求1所述的一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述体相异质结钙钛矿太阳能电池,具有正式结构的电池骨架或者反式结构的电池骨架,所述正式结构的电池骨架包括导电玻璃以及依次叠设在所述导电玻璃上的电子传输层、绝缘隔离层、空穴传输层和碳电极,所述电子传输层、绝缘隔离层和空穴传输层之间分别形成有填充孔道;所述反式结构的电池骨架包括导电玻璃以及依次叠设在所述导电玻璃上的空穴传输层、绝缘隔离层、电子传输层和碳电极,所述空穴传输层、绝缘隔离层和电子传输层之间分别形成有填充孔道;所述电子传输层由N型半导体纳米晶材料制备而成,所述绝缘隔离层由绝缘体纳米晶材料制备而成,所述空穴传输层由P型半导体纳米晶材料制备而成,各所述填充孔道内填充有由有机‑无机杂化全无机钙钛矿光吸收材料或全无机钙钛矿光吸收材料组成的钙钛矿光吸收层。
4.根据权利要求3所述的一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述N型半导体纳米晶材料为TiO2纳米晶、SnO2纳米晶或者ZnO纳米晶,所述绝缘体纳米晶材料为SiO2纳米晶、Al2O3纳米晶或者ZrO2纳米晶,所述P型半导体纳米晶材料为NiO纳米晶或者CuCaO2纳米晶。
5.根据权利要求3所述的一种体相异质结钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述有机‑无机杂钙钛矿光吸收材料为甲胺铅碘钙钛矿材料或者甲脒铅碘溴钙钛矿材料,所述全无机钙钛矿光吸收材料为铯铅碘溴钙钛矿材料。