CN104091889A - 半导体钙钛矿太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

半导体钙钛矿太阳能电池及其制备方法，本发明属于太阳能电池领域，解决现有钙钛矿太阳能电池材料昂贵、工艺复杂的问题，同时保持较高的光电转换效率。本发明的一种半导体钙钛矿太阳能电池，自下而上依次包括基底、导电层、空穴阻挡层、介孔电子收集层、介孔空穴收集层、介孔背电极层，其制备方法包括制备电极区、制备空穴阻挡层、制备介孔电子收集层、制备介孔空穴收集层、制备介孔背电极层和充斥钙钛矿吸光材料步骤；本发明的另一种半导体钙钛矿太阳能电池，增加了介孔绝缘层，其制备方法相应增加制备介孔绝缘层步骤。本发明解决了现有钙钛矿太阳能电池的材料昂贵、工艺复杂的问题；在电池的开路电压、短路电流和填充因子几方面都有提高。

Description

半导体钙钛矿太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，尤其涉及半导体钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
背景技术
随着经济的快速发展，人类对能源的需求与日俱增，环境友好型可再生能源被广泛关注，其中光伏产业发展迅猛。太阳能电池是一种将太阳光光能转化为电能的器件，当光照在太阳能电池的受光面，太阳能电池将吸收的光能转化为电能，产生光电压和光电流，其光电转换效率PCE＝JSC×VOC×FF，其中，电池的短路电流密度JSC、开路电压VOC、填充因子FF。
传统的太阳能电池需要大量高纯度的无机半导体材料，如高纯硅、砷化镓等，这类电池具有生产成本高、环境不友好的缺点，不能满足人类对高性能清洁能源的需要。因此，发展生产成本低、环境友好、光电转换效率高、性能稳定的太阳能电池是人类获取清洁能源的重要课题之一。
有机-无机杂化金属卤化物CH3NH3PbInBr3-n或CH3NH3PbInCl3-n(其中n＝0～3)是一种具有类似CaTiO3(ABX3)结构的钙钛矿晶型的半导体材料，这类材料具有带隙窄、摩尔消光系数高、载流子迁移率高等特点，目前基于这类材料的太阳能电池称为半导体钙钛矿太阳能电池。2012年，Hui-Seon Kim等人和Michael M.Lee等人分别报道了固态钙钛矿太阳能电池，分别见Hui-SeonKim,Chang-Ryul Lee,Jeong-Hyeok Im,Ki-Beom Lee,Thomas Moehl,AriannaMarchioro,Soo-Jin Moon,Robin Humphry-Baker,Jun-Ho Yum,Jacques E.Moser,Michael Nam-Gyu Park.Lead Iodide Perovskite SensitizedAll-Solid-State Submicron Thin Film Mesoscopic Solar Cell with EfficiencyExceeding9％,Sci.Rep.2012,2,259以及Michael M.Lee,Teuscher,Tsutomu Miyasaka,Takurou N.Murakami,Henry J.Snaith.Efficient Hybrid SolarCells Based on Meso-Superstructured Organometal Halide Perovskites.Science,2012,338,643-647。自此，作为第三代太阳能电池中的后起之秀，半导体钙钛矿太阳能电池这种全固态太阳能电池在最近三年高速发展。
目前已报道的钙钛矿电池结构多为在导电玻璃上沉积一层致密二氧化钛层作为空穴阻挡层，介孔二氧化钛作为电子收集层，钙钛矿层作为光活性层，空穴传输材料作为空穴收集层和背电极层。但是，目前已报道的空穴收集层多为有机空穴传输材料或无机空穴传输材料，基于介孔p-型半导体作为钙钛矿电池中介孔空穴收集层的结构未见报道；其中，空穴传输材料多为2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(Spiro-MeOTAD)等有机空穴传输材料，这类有机空穴传输材料一般价格昂贵、合成步骤复杂，不适合钙钛矿太阳能电池的大规模生产。目前，无机空穴传输材料也有报道，如CuSCN和CuI等。但是这些材料稳定性较差，容易分解。背电极材料一般为贵金属(如金、银等)材料，多采用真空蒸度的方法沉积在器件上，需要在真空下操作，条件苛刻，原材料昂贵，且不利于大面积生产。
2013年Ku zhiliang等人报道了基于碳材料为背电极的无空穴传输材料钙钛矿电池，其结构为致密层二氧化钛作为空穴阻挡层、介孔二氧化钛作为电子收集层，钙钛矿层作为光吸收材料，介孔氧化锆作为介孔绝缘层，介孔碳/石墨层作为背电极层。其中，氧化锆层主要是隔绝二氧化钛和碳层的直接接触，防止器件短路。这种电池利用氧化锆介孔中的钙钛矿的良好的电荷传输性能，将空穴传导至背电极。但是，此类无空穴传输材料钙钛矿太阳能电池在工作时，钙钛矿中空穴载流子浓度高，电荷复合现象明显，抑制了器件性能的进一步提高，其效率仅达6～7％。见Zhiliang Ku,Yaoguang Rong,Mi Xu,Tongfa Liu，Hongwei Han.Full Printable Processed MesoscopicCH3NH3PbI3/TiO2Heterojunction Solar Cells with Carbon Counter Electrode，Sci.Rep.2013,3,3132。
发明内容
本发明提供半导体钙钛矿太阳能电池及其制备方法，解决现有钙钛矿太阳能电池的材料昂贵、工艺复杂的问题，同时能够保持较高的光电转换效率，利用本发明可以将钙钛矿太阳能电池的光电转换效率提高到10％以上。
本发明所提供的一种半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：其自下而上依次包括基底、导电层、空穴阻挡层、介孔电子收集层、介孔空穴收集层、介孔背电极层；
所述基底表面覆盖导电层，导电层被刻蚀槽分成对电极区和工作电极区，所述空穴阻挡层覆盖所述工作电极区表面，所述介孔电子收集层位于空穴阻挡层表面；
所述介孔空穴收集层位于介孔电子收集层表面，部分介孔空穴收集层位于所述刻蚀槽内，以将介孔背电极层和介孔电子收集层隔离，防止短路；
所述介孔背电极层为条形，位于介孔空穴收集层表面，并与所述对电极区接触；
所述基底为玻璃；导电层为氧化铟锡或者掺杂氟的SnO2，氧化铟锡和基底构成氧化铟锡导电玻璃，掺杂氟的SnO2和基底构成掺杂氟的SnO2导电玻璃；空穴阻挡层为致密二氧化钛层；介孔电子收集层由二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒构成；介孔空穴收集层由氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒构成；介孔背电极层由碳黑纳米颗粒、石墨粉和粘结剂混合构成；
所述介孔电子收集层的纳米颗粒之间和介孔空穴收集层的纳米颗粒之间充斥钙钛矿吸光材料。
所述的半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：
构成所述介孔背电极层的碳黑纳米颗粒、石墨粉和粘结剂中，碳黑纳米颗粒和石墨粉的质量比为1：1～1：10，粘结剂占碳黑纳米颗粒和石墨粉总重量5wt％～20wt％，所述粘结剂为氧化锆纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒；
所有符合化学通式(RNH3)A1-mXmY3-nZn的钙钛矿吸光材料均适用于本发明，通式中，R为C1～C10有机基团，RNH3优选为甲胺，乙胺，丙胺，丁胺，戊胺，己胺，甲脒等中的一种。A为Pb或Sn，X为Pb或Sn，但A≠X；Y为Cl、Br或I，Z为Cl、Br或I，但Y≠Z；m＝0～1，n＝0～3；
对符合通式(RNH3)A1-mXmY3-nZn的钙钛矿吸光材料进行添加剂改性，所得到的改性钙钛矿吸光材料也适用于本发明；
改性剂可为无机铵盐或具有R1-R2-R3结构的两性分子，其中，无机铵盐可以为氯化铵、溴化铵、硫酸铵或硝酸铵；R1-R2-R3结构的两性分子中，R1为-NH2、-NH-C(NH)2＝NH、-N＝CH-NH2中的一种，R2为C1～C10的饱和烷烃链、不饱和烷烃链或者C1～C10的卤素、羟基、氨基修饰的烷烃链，R3为-COOH、-OSiOH、-O3POH、-O2SOH中的一种；
优选地，所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInBr3-n或CH3NH3PbInCl3-n，其中n＝0～3；
所述的半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：
所述空穴阻挡层厚度为10nm～100nm，所述介孔电子收集层厚度为100nm～1000nm，所述介孔空穴收集层厚度为100nm～1000nm，介孔背电极层厚度为1μm～20μm。
本发明所提供的另一种半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：其自下而上依次包括基底、导电层、空穴阻挡层、介孔电子收集层、介孔绝缘层、介孔空穴收集层、介孔背电极层；
所述基底表面覆盖导电层，导电层被刻蚀槽分成对电极区和工作电极区，所述空穴阻挡层覆盖所述工作电极区表面，所述介孔电子收集层位于空穴阻挡层表面；
所述介孔绝缘层位于介孔电子收集层表面，部分介孔绝缘层位于所述刻蚀槽内，以将介孔背电极层和介孔电子收集层隔离，防止短路；
所述介孔空穴收集层位于介孔绝缘层表面；
所述介孔背电极层为条形，位于介孔空穴收集层表面，并与所述对电极区接触；
所述基底为玻璃；导电层为氧化铟锡或者掺杂氟的SnO2，氧化铟锡和基底构成氧化铟锡导电玻璃，掺杂氟的SnO2和基底构成掺杂氟的SnO2导电玻璃；空穴阻挡层为致密二氧化钛层；介孔电子收集层由二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒构成；介孔绝缘层由氧化锆纳米颗粒或者氧化铝纳米颗粒或者氧化硅纳米颗粒构成；介孔空穴收集层由氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒构成；介孔背电极层由碳黑纳米颗粒、石墨粉和粘结剂混合构成；
所述介孔电子收集层(4)的二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒之间、介孔绝缘层(7)的氧化锆纳米颗粒或者氧化铝纳米颗粒或者氧化硅纳米颗粒之间、介孔空穴收集层(5)的氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒之间充斥钙钛矿吸光材料。
所述的半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：
构成所述介孔背电极层的碳黑纳米颗粒、石墨粉和粘结剂中，碳黑纳米颗粒和石墨粉的质量比为1：1～1：10，粘结剂占碳黑纳米颗粒和石墨粉总重量5wt％～20wt％，所述粘结剂为氧化锆纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒；
所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInBr3-n或CH3NH3PbInCl3-n，其中n＝0～3。
所述的半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：
所述空穴阻挡层厚度为10nm～100nm，所述介孔电子收集层厚度为100nm～1000nm，所述介孔绝缘层厚度为100nm～1000nm，所述介孔空穴收集层厚度为100nm～1000nm，介孔背电极层厚度为1μm～20μm。
所述第一种半导体钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的ITO玻璃或FTO玻璃上，使用锌粉与盐酸腐蚀、或者激光光刻、或者砂轮打磨，在导电层刻蚀一条刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的ITO玻璃或FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用0.05mol/L～1mol/L的钛酸四异丙酯乙醇溶液为前体或者1wt％～75wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯乙醇溶液为前体，在所述工作电极区旋涂一层前体膜，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为10nm～100nm的空穴阻挡层；
或使用1wt％～75wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在400℃～550℃下喷涂形成一层前体膜，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟形成厚度为10nm～100nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为10nm～100nm二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为100nm～1000nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为10nm～100nm氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在介孔电子收集层上沉积一层氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为100nm～1000nm介孔空穴收集层；
(5)制备介孔背电极层步骤：将粒径为10nm～500nm碳黑纳米颗粒和1000～8000目的石墨粉按质量比1：1～1：10进行混合，再添加总重量5wt％～20wt％的氧化锆纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为1μm～20μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(6)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为0.1mol/L～2mol/L的碘化铅溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯中的一种或者任意比例混合的几种，再在30℃～150℃下预热所述碘化铅溶液，使得碘化铅溶解完全、扩散均匀；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的碘化铅溶液，得到碘化铅膜，然后将碘化铅膜放置在30℃～150℃的加热台上加热10分钟～60分钟，取下后再将碘化铅膜在异丙醇中浸泡0分钟～1分钟，再置于1mg/ml～60mg/ml的碘化甲胺异丙醇溶液中浸泡1分钟～60分钟，得到钙钛矿膜，将所述钙钛矿膜在异丙醇中浸泡清洗0分钟～1分钟，待钙钛矿膜晾干后，放置在30℃～150℃的加热台上加热10分钟～60分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池。
所述的制备方法，所述充斥钙钛矿吸光材料步骤可以替换为下述内容：
首先制备浓度为20wt％～60wt％的钙钛矿吸光材料溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯中的一种或者任意比例混合的几种，再在30℃～150℃下预热所述钙钛矿吸光材料溶液，使得钙钛矿吸光材料溶解完全、扩散均匀；所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInBr3-n或CH3NH3PbInCl3-n，其中n＝0～3；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的钙钛矿吸光材料溶液，得到钙钛矿吸光材料膜，将钙钛矿吸光材料膜放置在30℃～150℃的加热台上加热10分钟～60分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池。
所述第二种半导体钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的ITO玻璃或FTO玻璃上，使用锌粉与盐酸腐蚀、或者激光光刻、或者砂轮打磨，在导电层刻蚀一条刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的ITO玻璃或FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用0.05mol/L～1mol/L的钛酸四异丙酯乙醇溶液为前体或者1wt％～75wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区旋涂一层前体膜，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为10nm～100nm的空穴阻挡层；
或使用1wt％～75wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在400℃～550℃下喷涂形成一层前体膜，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟形成厚度为10nm～100nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为10nm～100nm二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为100nm～1000nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔绝缘层步骤：使用粒径为10nm～100nm氧化铝纳米颗粒浆料或氧化锆纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在所述介孔电子收集层上沉积一层氧化铝纳米颗粒层或氧化锆纳米颗粒层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为100nm～1000nm介孔绝缘层；
(5)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为10nm～100nm氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在介孔绝缘层上沉积一层氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为100nm～1000nm介孔空穴收集层；
(6)制备介孔背电极层步骤：将粒径为10nm～500nm碳黑纳米颗粒和1000～8000目的石墨粉按质量比1：1～1：10进行混合，再添加总重量5wt％～20wt％的氧化锆纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为1μm～20μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(7)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为0.1mol/L～2mol/L的碘化铅溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯中的一种或者任意比例混合的几种，再在30℃～150℃下预热所述碘化铅溶液，使得碘化铅溶解完全、扩散均匀；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的碘化铅溶液，得到碘化铅膜，然后将碘化铅膜放置在30℃～150℃的加热台上加热10分钟～60分钟，取下后再将碘化铅膜在异丙醇中浸泡0分钟～1分钟，再置于1mg/mL～60mg/mL的碘化甲胺异丙醇溶液中浸泡1分钟～60分钟，得到钙钛矿膜，将所述钙钛矿膜在异丙醇中浸泡清洗0分钟～1分钟，待钙钛矿膜晾干后，放置在30℃～150℃的加热台上加热10分钟～60分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池。
所述的制备方法，所述充斥钙钛矿吸光材料步骤可以替换为下述内容：
首先制备浓度为20wt％～60wt％的钙钛矿吸光材料溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯中的一种或者任意比例混合的几种，再在30℃～150℃下预热所述钙钛矿吸光材料溶液，使得钙钛矿吸光材料溶解完全、扩散均匀；所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInBr3-n或CH3NH3PbInCl3-n，其中n＝0～3；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的钙钛矿吸光材料溶液，得到钙钛矿吸光材料膜，将钙钛矿吸光材料膜放置在30℃～150℃的加热台上加热10分钟～60分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池。
目前已报道的钙钛矿电池多以n-型半导体介孔材料作为电子收集层，加上钙钛矿层作为光活性层，空穴传输材料作为空穴收集层，贵金属作为背电极层。但是，这类太阳能电池的空穴收集层所使用的空穴传输材料多为价格昂贵、合成工艺复杂的有机空穴传输材料；所使用的贵金属背电极多为真空条件下蒸镀的金或银等，工艺复杂，且贵金属价格昂贵。
本发明解决了现有钙钛矿太阳能电池的材料昂贵、工艺复杂的问题。
本发明第一种钙钛矿太阳能电池利用n-型半导体介孔材料为介孔电子收集层，利用p-型半导体介孔材料作为介孔空穴收集层，碳黑纳米颗粒、石墨粉复合材料作为背电极，组成具有p-n叠层纳米半导体结构的钙钛矿太阳能电池。以上材料价格相对便宜，且电池制作工艺更简单。通过引入介孔空穴收集层，电荷复合现象得到了明显的抑制，并实现了10％以上的光电转化效率。
本发明第二种太阳能电池利用n-型半导体介孔材料作为介孔电子收集层，利用半导体材料纳米氧化锆颗粒或者纳米氧化铝颗粒作为介孔绝缘层，利用p-型半导体介孔材料作为介孔空穴收集层，碳黑纳米颗粒、石墨粉复合材料作为背电极，组成p-n叠层纳米半导体结构的钙钛矿太阳能电池。以上材料价格相对便宜，且电池制作工艺更简单。通过引入介孔空穴收集层，电荷复合现象得到了明显的抑制，并实现了10％以上的光电转化效率。
与现有的基于碳背电极材料的无空穴传输材料钙钛矿太阳能电池相比，本发明通过引入介孔空穴收集层，钙钛矿中的光生空穴能够注入到介孔空穴收集层，降低钙钛矿中的空穴浓度，从而降低钙钛矿中电子和空穴之间的电荷复合几率，提高器件性能。另一方面，介孔空穴传输层与介孔背电极层之间有良好的欧姆接触，降低了空穴传输到背电极层的电荷转移电阻，有利于光生空穴向背电极的传输，提高器件性能。
表1为本发明和现有无介孔空穴传输材料太阳能电池的性能比较。
表1
表中各太阳能电池的效率都是在100mW/cm2的AM1.5太阳光模拟器的模拟光照下测量得到的。可看出本发明在电池的开路电压、短路电流和填充因子几方面都有提高，同时，使用暂态光电压衰减实验测得100mW/cm2光强下表1中三种电池的电荷寿命分别为：无介孔空穴传输材料太阳能电池2.1×10-4秒，本发明实施例4太阳能电池3.9×10-4秒，本发明实施例14太阳能电池4.2×10-4秒。可看出本发明在电池的电荷寿命比无介孔空穴传输材料太阳能电池的寿命上有很大提高。
附图说明
图1为本发明实施例1～4所制备的钙钛矿太阳能电池结构示意图；
图2为本发明实施例5～14所制备的钙钛矿太阳能电池结构示意图；
图3为按Ku zhiliang等人的文献所制备的无介孔空穴收集层钙钛矿太阳能电池的I-V曲线，该太阳能电池具有TiO2/ZrO2(CH3NH3PbI3)/carbon结构，其效率是在100mW/cm2的AM1.5太阳光模拟器的模拟光照下测量得到的；其开路电压为836mV，短路电流为13.4mA/cm2，填充因子为0.61，光电转换效率仅为6.8％。
图4为本发明实施例4所制备的钙钛矿太阳能电池的I-V曲线。
图5为本发明实施例14所制备的钙钛矿太阳能电池的I-V曲线。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，砂轮打磨，在导电层刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用0.05mol/L的钛酸四异丙酯乙醇溶液为前体在所述工作电极区旋涂一层前体膜，在450℃烧结60分钟，形成厚度为10nm的空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为10nm氧化锌纳米颗粒浆料，采用旋涂在所述空穴阻挡层上沉积一层氧化锌纳米颗粒层，在400℃烧结60分钟，形成厚度为100nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为10nm氧化钼纳米颗粒浆料，采用旋涂在介孔电子收集层上沉积一层氧化钼纳米颗粒层，在550℃烧结10分钟，形成厚度为100nm介孔空穴收集层；
(5)制备介孔背电极层步骤：将粒径为10nm碳黑纳米颗粒和8000目的石墨粉按质量比1：1进行混合，再添加总重量5wt％的氧化锆纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃烧结60分钟，形成厚度为1μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(6)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为0.1mol/L的碘化铅溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，再在30℃下预热所述碘化铅溶液，使得碘化铅溶解完全、扩散均匀；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的碘化铅溶液，得到碘化铅膜，然后将碘化铅膜放置在30℃的加热台上加热60分钟，取下再置于1mg/mL的碘化甲胺异丙醇溶液中浸泡30分钟，得到钙钛矿膜，将所述钙钛矿膜在异丙醇中浸泡清洗1分钟，待钙钛矿膜晾干后，放置在30℃的加热台上加热60分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图1所示：基底1表面覆盖导电层2，导电层2被刻蚀槽2-1分成对电极区2-2和工作电极区2-3，空穴阻挡层3覆盖所述工作电极区2-3表面，介孔电子收集层4位于空穴阻挡层3表面；
介孔空穴收集层5位于介孔电子收集层4表面，介孔空穴收集层5的部分位于所述刻蚀槽2-1内，以将介孔背电极层6和介孔电子收集层4隔离，防止短路；
介孔背电极层6为条形，位于介孔空穴收集层5表面，并与所述对电极区2-2接触。
实施例2，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，使用砂轮打磨，在导电层刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用1mol/L的钛酸四异丙酯乙醇溶液乙醇溶液为前体，在所述工作电极区旋涂一层前体膜，在550℃烧结10分钟，形成厚度为100nm的空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为100nm氧化锡纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层氧化锡纳米颗粒层，在550℃烧结10分钟，形成厚度为1000nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为100nm CuCrO2纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在介孔电子收集层上沉积一层CuCrO2纳米颗粒层，在550℃烧结60分钟，形成厚度为100nm介孔空穴收集层；
(5)制备介孔背电极层步骤：将粒径为500nm碳黑纳米颗粒和1000目的石墨粉按质量比1：1进行混合，再添加总重量20wt％的二氧化钛纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在550℃烧结60分钟，形成厚度为20μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(6)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为2mol/L的碘化铅溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，再在150℃下预热所述碘化铅溶液，使得碘化铅溶解完全、扩散均匀；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的碘化铅溶液，得到碘化铅膜，然后将碘化铅膜放置在150℃的加热台上加热10分钟，取下后再将碘化铅膜在异丙醇中浸泡1分钟，再置于60mg/mL的碘化甲胺异丙醇溶液中浸泡1分钟，得到钙钛矿膜，将所述钙钛矿膜在异丙醇中浸泡清洗1分钟，待钙钛矿膜晾干后，放置在150℃的加热台上加热10分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图1所示。
实施例3，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，砂轮打磨，在导电层刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用0.05mol/L的钛酸四异丙酯乙醇溶液为前体在所述工作电极区旋涂一层前体膜，在500℃烧结30分钟，形成厚度为60nm的空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为20nm二氧化钛纳米颗粒浆料，采用旋涂在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为400nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为20nm CuAlO2纳米颗粒浆料，采用旋涂在介孔电子收集层上沉积一层CuAlO2纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔空穴收集层；
(5)制备介孔背电极层步骤：将粒径为40nm碳黑纳米颗粒和8000目的石墨粉按质量比1：4进行混合，再添加总重量5wt％的氧化锆纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃烧结30分钟，形成厚度为10μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(6)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为45wt％的钙钛矿吸光材料溶液，其溶剂为二甲基亚砜，再在60℃下预热所述钙钛矿吸光材料溶液，使得钙钛矿吸光材料溶解完全、扩散均匀；所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInCl3-n，其中n＝0；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的钙钛矿吸光材料溶液，得到钙钛矿吸光材料膜，将钙钛矿吸光材料膜放置在100℃的加热台上加热10分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图1所示。
实施例4，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，使用砂轮打磨，在导电层刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用7.5wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在450℃下喷涂形成一层前体膜，在500℃烧结30分钟形成厚度为60nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为20nm二氧化钛纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为400nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为20nm氧化镍纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在介孔电子收集层上沉积一层氧化镍纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为1000nm介孔空穴收集层；
(5)制备介孔背电极层步骤：将粒径为40nm碳黑纳米颗粒和8000目的石墨粉按质量比4：1进行混合，再添加总重量10wt％的二氧化钛纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃烧结30分钟，形成厚度为10μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(6)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为1mol/L的碘化铅溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，再在70℃下预热所述碘化铅溶液，使得碘化铅溶解完全、扩散均匀；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的碘化铅溶液，得到碘化铅膜，然后将碘化铅膜放置在70℃的加热台上加热30分钟，取下后再将碘化铅膜在异丙醇中浸泡0.1分钟，再置于10mg/ml的碘化甲胺异丙醇溶液中浸泡10分钟，得到钙钛矿膜，将所述钙钛矿膜在异丙醇中浸泡清洗0.1分钟，待钙钛矿膜晾干后，放置在70℃的加热台上加热30分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图1所示，其I-V曲线如图4所示，其效率是在100mW/cm2的AM1.5太阳光模拟器的模拟光照下测量得到的，其开路电压为890mV,短路电流为16.4mA/cm2,填充因子为0.70，光电转换效率为10.2％；使用暂态光电压衰减实验测得100mW/cm2光强下本实施例太阳能电池的电荷寿命为3.9×10-4秒。
实施例5，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的ITO玻璃上，砂轮打磨，在导电层刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的ITO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用1wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区旋涂一层前体膜，在400℃烧结60分钟，形成厚度为50nm的空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为20nm氧化锌纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层氧化锌纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为400nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔绝缘层步骤：
使用粒径为10nm氧化铝纳米颗粒浆料，采用旋涂在所述介孔电子收集层上沉积一层氧化铝纳米颗粒层，在400℃烧结60分钟，形成厚度为100nm介孔绝缘层；
(5)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为20nm氧化钼纳米颗粒浆料，丝网印刷在介孔绝缘层上沉积一层氧化钼纳米颗粒层，在550℃烧结60分钟，形成厚度为1000nm介孔空穴收集层；
(6)制备介孔背电极层步骤：将粒径为10nm碳黑纳米颗粒和8000目的石墨粉按质量比1：10进行混合，再添加总重量20wt％的氧化锆纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，450℃烧结10分钟，形成厚度10μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(7)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为1mol/L的碘化铅溶液，其溶剂为二甲基亚砜，再在70℃下预热所述碘化铅溶液，使得碘化铅溶解完全、扩散均匀；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的碘化铅溶液，得到碘化铅膜，然后将碘化铅膜放置在70℃的加热台上加热30分钟，取下后再将碘化铅膜在异丙醇中浸泡0.1分钟，再置于10mg/mL的碘化甲胺异丙醇溶液中浸泡10分钟，得到钙钛矿膜，待钙钛矿膜晾干后，放置在70℃的加热台上加热30分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图2所示：基底1表面覆盖导电层2，导电层2被刻蚀槽2-1分成对电极区2-2和工作电极区2-3，空穴阻挡层3覆盖所述工作电极区2-3表面，介孔电子收集层4位于空穴阻挡层3表面；
介孔绝缘层7位于介孔电子收集层4表面，介孔绝缘层7的部分位于所述刻蚀槽2-1内，以将介孔背电极层6和介孔电子收集层4隔离，防止短路；
介孔空穴收集层5位于介孔绝缘层7表面；
介孔背电极层6为条形，位于介孔空穴收集层5表面，并与所述对电极区2-2接触。
实施例6，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，砂轮打磨，使用锌粉与盐酸腐蚀刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用75wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液前体，在所述工作电极区旋涂一层前体膜，在500℃烧结30分钟，形成厚度为50nm的空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为20nm氧化锡纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层氧化锡纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔绝缘层步骤：
使用粒径为100nm氧化锆纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在所述介孔电子收集层上沉积一层氧化锆纳米颗粒层，在550℃烧结10分钟，形成厚度为1000nm介孔绝缘层；
(5)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为20nm CuCrO2纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在介孔绝缘层上沉积一层CuCrO2纳米颗粒层，在400℃烧结30分钟，形成厚度为1000nm介孔空穴收集层；
(6)制备介孔背电极层步骤：将粒径为40nm碳黑纳米颗粒和5000目的石墨粉按质量比1：4进行混合，再添加总重量5wt％的氧化锆纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在450℃烧结30分钟，形成厚度为10μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(7)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为1mol/L的碘化铅溶液，其溶剂为γ-丁内酯，再在70℃下预热所述碘化铅溶液，使得碘化铅溶解完全、扩散均匀；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的碘化铅溶液，得到碘化铅膜，然后将碘化铅膜放置在70℃的加热台上加热30分钟，取下后再将碘化铅膜在异丙醇中浸泡0.1分钟，再置于10mg/mL的碘化甲胺异丙醇溶液中浸泡20分钟，得到钙钛矿膜，将所述钙钛矿膜在异丙醇中浸泡清洗0.2分钟，待钙钛矿膜晾干后，放置在70℃的加热台上加热30分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图2所示。
实施例7，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，使用激光光刻，在导电层刻蚀一条1mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：
使用1wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在400℃下喷涂形成一层前体膜，在400℃烧结60分钟形成厚度为10nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为20nm二氧化钛纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔绝缘层步骤：
使用粒径为20nm氧化铝纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在所述介孔电子收集层上沉积一层氧化铝纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔绝缘层；
(5)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为20nm CuGaO2纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在介孔绝缘层上沉积一层CuGaO2纳米颗粒层，在400℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔空穴收集层；
(6)制备介孔背电极层步骤：将粒径为40nm碳黑纳米颗粒和5000目的石墨粉按质量比1：4进行混合，再添加总重量10wt％的氧化锆纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃烧结30分钟，形成厚度为10μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(7)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为1mol/L的碘化铅溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜按质量比3:7的比例混合，再在70℃下预热所述碘化铅溶液，使得碘化铅溶解完全、扩散均匀；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的碘化铅溶液，得到碘化铅膜，然后将碘化铅膜放置在70℃的加热台上加热30分钟，取下后再将碘化铅膜在异丙醇中浸泡0.1分钟，再置于10mg/mL的碘化甲胺异丙醇溶液中浸泡10分钟，得到钙钛矿膜，将所述钙钛矿膜在异丙醇中浸泡清洗0.1分钟，待钙钛矿膜晾干后，放置在70℃的加热台上加热30分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图2所示。
实施例8，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，使用砂轮打磨，在导电层刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：
使用75wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在550℃下喷涂形成一层前体膜，在550℃烧结10分钟形成厚度为100nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为20nm二氧化钛纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔绝缘层步骤：
使用粒径为20nm氧化锆纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在所述介孔电子收集层上沉积一层氧化锆纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为100nm介孔绝缘层；
(5)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为20nm氧化镍纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在介孔绝缘层上沉积一层氧化镍纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为1000nm介孔空穴收集层；
(6)制备介孔背电极层步骤：将粒径为40nm碳黑纳米颗粒和8000目的石墨粉按质量比1：4进行混合，再添加总重10wt％的氧化锆纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃烧结30分钟，形成厚度为10μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(7)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为1mol/L的碘化铅溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，再在70℃下预热所述碘化铅溶液，使得碘化铅溶解完全、扩散均匀；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的碘化铅溶液，得到碘化铅膜，然后将碘化铅膜放置在70℃的加热台上加热30分钟，取下后再将碘化铅膜在异丙醇中浸泡0.1分钟，再置于10mg/mL的碘化甲胺异丙醇溶液中浸泡10分钟，得到钙钛矿膜，将所述钙钛矿膜在异丙醇中浸泡清洗0.1分钟，待钙钛矿膜晾干后，放置在70℃的加热台上加热30分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图2所示。
实施例9，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，使用砂轮打磨，在导电层刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：7.5wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在450℃下喷涂形成一层前体膜，在500℃烧结30分钟形成厚度为50nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为20nm二氧化钛纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔绝缘层步骤：
使用粒径为20nm氧化锆纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在所述介孔电子收集层上沉积一层氧化锆纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为100nm介孔绝缘层；
(5)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为20nm氧化镍纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在介孔绝缘层上沉积一层氧化镍纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔空穴收集层；
(6)制备介孔背电极层步骤：将粒径为40nm碳黑纳米颗粒和8000目的石墨粉按质量比1：4进行混合，再添加总重量10wt％的氧化锆纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃烧结30分钟，形成厚度为10μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(7)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为20wt％的钙钛矿吸光材料溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，再在30℃下预热所述钙钛矿吸光材料溶液，使得钙钛矿吸光材料溶解完全、扩散均匀；所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInBr3-n，其中n＝0；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的钙钛矿吸光材料溶液，得到钙钛矿吸光材料膜，将钙钛矿吸光材料膜放置在30℃的加热台上加热60分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图2所示。
实施例10，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，使用砂轮打磨，在导电层刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：
使用7.5wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在450℃下喷涂形成一层前体膜，在500℃烧结30分钟形成厚度为60nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为20nm二氧化钛纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔绝缘层步骤：
使用粒径为20nm氧化铝纳米颗粒浆料，采用旋涂在所述介孔电子收集层上沉积一层氧化铝纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为100nm介孔绝缘层；
(5)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为20nm氧化镍纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在介孔绝缘层上沉积一层氧化镍纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为1000nm介孔空穴收集层；
(6)制备介孔背电极层步骤：将粒径为40nm碳黑纳米颗粒和8000目的石墨粉按质量比1：4进行混合，再添加总重量10wt％的氧化锆纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃烧结30分钟，形成厚度为10μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(7)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为60wt％的钙钛矿吸光材料溶液，其溶剂为γ-丁内酯，再在150℃下预热所述钙钛矿吸光材料溶液，使得钙钛矿吸光材料溶解完全、扩散均匀；所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInBr3-n，其中n＝3；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的钙钛矿吸光材料溶液，得到钙钛矿吸光材料膜，将钙钛矿吸光材料膜放置在150℃的加热台上加热10分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图2所示。
实施例11，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，使用砂轮打磨，在导电层刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：
使用7.5wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在450℃下喷涂形成一层前体膜，在500℃烧结30分钟形成厚度为60nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为20nm二氧化钛纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔绝缘层步骤：
使用粒径为20nm氧化铝纳米颗粒浆料，采用旋涂在所述介孔电子收集层上沉积一层氧化铝纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为100nm介孔绝缘层；
(5)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为20nm氧化镍纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在介孔绝缘层上沉积一层氧化镍纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为1000nm介孔空穴收集层；
(6)制备介孔背电极层步骤：将粒径为40nm碳黑纳米颗粒和8000目的石墨粉按质量比1：4进行混合，再添加总重量10wt％的氧化锆纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃烧结30分钟，形成厚度为10μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(7)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为45wt％的钙钛矿吸光材料溶液，其溶剂为γ-丁内酯，再在60℃下预热所述钙钛矿吸光材料溶液，使得钙钛矿吸光材料溶解完全、扩散均匀；所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInBr3-n，其中n＝2.8；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的钙钛矿吸光材料溶液，得到钙钛矿吸光材料膜，将钙钛矿吸光材料膜放置在100℃的加热台上加热30分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图2所示。
实施例12，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，砂轮打磨，在导电层刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用7.5wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在450℃下喷涂形成一层前体膜，在500℃烧结30分钟形成厚度为60nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为20nm二氧化钛纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔绝缘层步骤：
使用粒径为20nm氧化铝纳米颗粒浆料或氧化锆纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在所述介孔电子收集层上沉积一层氧化铝纳米颗粒层或氧化锆纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为100nm介孔绝缘层；
(5)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为20nm氧化镍纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在介孔绝缘层上沉积一层氧化镍纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为1000nm介孔空穴收集层；
(6)制备介孔背电极层步骤：将粒径为40nm碳黑纳米颗粒和8000目的石墨粉按质量比1：4进行混合，再添加总重量5wt％的氧化锆纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在4000℃烧结30分钟，形成厚度为10μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(7)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为40wt％的钙钛矿吸光材料溶液，其溶剂为二甲基亚砜，再在60℃下预热所述钙钛矿吸光材料溶液，使得钙钛矿吸光材料溶解完全、扩散均匀；所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInCl3-n，其中n＝2.8；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的钙钛矿吸光材料溶液，得到钙钛矿吸光材料膜，将钙钛矿吸光材料膜放置在100℃的加热台上加热30分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图2所示。
实施例13，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，砂轮打磨，在导电层刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用7.5wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在450℃下喷涂形成一层前体膜，在500℃烧结30分钟形成厚度为60nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为20nm二氧化钛纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为400nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔绝缘层步骤：
使用粒径为20nm氧化硅纳米颗粒浆料浆料，采用丝网印刷在所述介孔电子收集层上沉积一层氧化铝纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为100nm介孔绝缘层；
(5)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为20nm氧化镍纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在介孔绝缘层上沉积一层氧化镍纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为800nm介孔空穴收集层；
(6)制备介孔背电极层步骤：将粒径为40nm碳黑纳米颗粒和5000目的石墨粉按质量比1：4进行混合，再添加总重量5wt％的氧化锆纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃烧结30分钟，形成厚度为10μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(7)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为40wt％的钙钛矿吸光材料溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜按质量比3:7的比例混合，再在60℃下预热所述钙钛矿吸光材料溶液，使得钙钛矿吸光材料溶解完全、扩散均匀；所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInCl3-n，其中n＝2.8；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的钙钛矿吸光材料溶液，得到钙钛矿吸光材料膜，将钙钛矿吸光材料膜放置在100℃的加热台上加热30分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图2所示。
实施例14，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的FTO玻璃上，砂轮打磨，在导电层刻蚀一条2mm宽的刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用7.5wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在450℃下喷涂形成一层前体膜，在500℃烧结30分钟形成厚度为60nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为20nm二氧化钛纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为400nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔绝缘层步骤：
使用粒径为20nm氧化铝纳米颗粒浆料浆料，采用丝网印刷在所述介孔电子收集层上沉积一层氧化铝纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔绝缘层；
(5)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为20nm氧化镍纳米颗粒浆料，采用丝网印刷在介孔绝缘层上沉积一层氧化镍纳米颗粒层，在500℃烧结30分钟，形成厚度为500nm介孔空穴收集层；
(6)制备介孔背电极层步骤：将粒径为40nm碳黑纳米颗粒和8000目的石墨粉按质量比1：4进行混合，再添加总重量10wt％的氧化锆纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃烧结30分钟，形成厚度为10μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(7)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为1mol/L的碘化铅溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，再在70℃下预热所述碘化铅溶液，使得碘化铅溶解完全、扩散均匀；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的碘化铅溶液，得到碘化铅膜，然后将碘化铅膜放置在70℃的加热台上加热30分钟，取下后再将碘化铅膜在异丙醇中浸泡0.1分钟，再置于10mg/ml的碘化甲胺异丙醇溶液中浸泡10分钟，得到钙钛矿膜，将所述钙钛矿膜在异丙醇中浸泡清洗0.1分钟，待钙钛矿膜晾干后，放置在70℃的加热台上加热30分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池，其结构如图2所示，其I-V曲线如图5所示，其效率是在100mW/cm2的AM1.5太阳光模拟器的模拟光照下测量得到的；其开路电压为931mV，短路电流为17.2mA/cm2，填充因子为0.70，光电转换效率为11.3％；使用暂态光电压衰减实验测得100mW/cm2光强下本实施例太阳能电池的电荷寿命为4.2×10-4秒。

Claims (10)

1.一种半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：其自下而上依次包括基底(1)、导电层(2)、空穴阻挡层(3)、介孔电子收集层(4)、介孔空穴收集层(5)、介孔背电极层(6)；
所述基底(1)表面覆盖导电层(2)，导电层(2)被刻蚀槽(2-1)分成对电极区(2-2)和工作电极区(2-3)，所述空穴阻挡层(3)覆盖所述工作电极区(2-3)表面，所述介孔电子收集层(4)位于空穴阻挡层(3)表面；
所述介孔空穴收集层(5)位于介孔电子收集层(4)表面，部分介孔空穴收集层(5)位于所述刻蚀槽(2-1)内，以将介孔背电极层(6)和介孔电子收集层(4)隔离，防止短路；
所述介孔背电极层(6)为条形，位于介孔空穴收集层(5)表面，并与所述对电极区(2-2)接触；
所述基底为玻璃；导电层为氧化铟锡或者掺杂氟的SnO2，氧化铟锡和基底构成氧化铟锡导电玻璃，掺杂氟的SnO2和基底构成掺杂氟的SnO2导电玻璃；空穴阻挡层(3)为致密二氧化钛层；介孔电子收集层(4)由二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒构成；介孔空穴收集层(5)由氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒构成；介孔背电极层(6)由碳黑纳米颗粒、石墨粉和粘结剂混合构成；
所述介孔电子收集层(4)的纳米颗粒之间和介孔空穴收集层(5)的纳米颗粒之间充斥钙钛矿吸光材料。
2.如权利要求1所述的半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：
构成所述介孔背电极层的碳黑纳米颗粒、石墨粉和粘结剂中，碳黑纳米颗粒和石墨粉的质量比为1：1～1：10，粘结剂占碳黑纳米颗粒和石墨粉总重量5wt％～20wt％，所述粘结剂为氧化锆纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒；
所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInBr3-n或CH3NH3PbInCl3-n，其中n＝0～3。
3.如权利要求1或2所述的半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：
所述空穴阻挡层厚度为10nm～100nm，所述介孔电子收集层厚度为100nm～1000nm，所述介孔空穴收集层厚度为100nm～1000nm，介孔背电极层厚度为1μm～20μm。
4.一种半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：其自下而上依次包括基底(1)、导电层(2)、空穴阻挡层(3)、介孔电子收集层(4)、介孔绝缘层(7)、介孔空穴收集层(5)、介孔背电极层(6)；
所述基底(1)表面覆盖导电层(2)，导电层(2)被刻蚀槽(2-1)分成对电极区(2-2)和工作电极区(2-3)，所述空穴阻挡层(3)覆盖所述工作电极区(2-3)表面，所述介孔电子收集层(4)位于空穴阻挡层(3)表面；
所述介孔绝缘层(7)位于介孔电子收集层(4)表面，部分介孔绝缘层(7)位于所述刻蚀槽(2-1)内，以将介孔背电极层(6)和介孔电子收集层(4)隔离，防止短路；
所述介孔空穴收集层(5)位于介孔绝缘层(7)表面；
所述介孔背电极层(6)为条形，位于介孔空穴收集层(5)表面，并与所述对电极区(2-2)接触；
所述基底为玻璃；导电层为氧化铟锡或者掺杂氟的SnO2，氧化铟锡和基底构成氧化铟锡导电玻璃，掺杂氟的SnO2和基底构成掺杂氟的SnO2导电玻璃；空穴阻挡层(3)为致密二氧化钛层；介孔电子收集层(4)由二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒构成；介孔绝缘层(7)由氧化锆纳米颗粒或者氧化铝纳米颗粒或者氧化硅纳米颗粒或者氧化硅纳米颗粒构成；介孔空穴收集层(5)由氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒构成；介孔背电极层(6)由碳黑纳米颗粒、石墨粉和粘结剂混合构成；
所述介孔电子收集层(4)的二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒之间、介孔绝缘层(7)的氧化锆纳米颗粒或者氧化铝纳米颗粒或者氧化硅纳米颗粒之间、介孔空穴收集层(5)的氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒之间充斥钙钛矿吸光材料。
5.如权利要求4所述的半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：
构成所述介孔背电极层的碳黑纳米颗粒、石墨粉和粘结剂中，碳黑纳米颗粒和石墨粉的质量比为1：1～1：10，粘结剂占碳黑纳米颗粒和石墨粉总重量5wt％～20wt％，所述粘结剂为氧化锆纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒；
所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInBr3-n或CH3NH3PbInCl3-n，其中n＝0～3。
6.如权利要求4或5所述的半导体钙钛矿太阳能电池，其特征在于：
所述空穴阻挡层厚度为10nm～100nm，所述介孔电子收集层厚度为100nm～1000nm，所述介孔绝缘层厚度为100nm～1000nm，所述介孔空穴收集层厚度为100nm～1000nm，介孔背电极层厚度为1μm～20μm。
7.权利要求1所述半导体钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的ITO玻璃或FTO玻璃上，使用锌粉与盐酸腐蚀、或者激光光刻、或者砂轮打磨，在导电层刻蚀一条刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的ITO玻璃或FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用0.05mol/L～1mol/L的钛酸四异丙酯乙醇溶液为前体或者1wt％～75wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区旋涂一层前体膜，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为10nm～100nm的空穴阻挡层；
或使用1wt％～75wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在400℃～550℃下喷涂形成一层前体膜，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟形成厚度为10nm～100nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为10nm～100nm二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为100nm～1000nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为10nm～100nm氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在介孔电子收集层上沉积一层氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为100nm～1000nm介孔空穴收集层；
(5)制备介孔背电极层步骤：将粒径为10nm～500nm碳黑纳米颗粒和1000～8000目的石墨粉按质量比1：1～1：10进行混合，再添加总重量5wt％～20wt％的氧化锆纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为1μm～20μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(6)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为0.1mol/L～2mol/L的碘化铅溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯中的一种或者任意比例混合的几种，再在30℃～150℃下预热所述碘化铅溶液，使得碘化铅溶解完全、扩散均匀；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的碘化铅溶液，得到碘化铅膜，然后将碘化铅膜放置在30℃～150℃的加热台上加热10分钟～60分钟，取下后再将碘化铅膜在异丙醇中浸泡0分钟～1分钟，再置于1mg/mL～60mg/mL的碘化甲胺异丙醇溶液中浸泡1分钟～60分钟，得到钙钛矿膜，将所述钙钛矿膜在异丙醇中浸泡清洗0分钟～1分钟，待钙钛矿膜晾干后，放置在30℃～150℃的加热台上加热10分钟～60分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
所述充斥钙钛矿吸光材料步骤替换为下述内容：
首先制备浓度为20wt％～60wt％的钙钛矿吸光材料溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯中的一种或者任意比例混合的几种，再在30℃～150℃下预热所述钙钛矿吸光材料溶液，使得钙钛矿吸光材料溶解完全、扩散均匀；所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInBr3-n或CH3NH3PbInCl3-n，其中n＝0～3；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的钙钛矿吸光材料溶液，得到钙钛矿吸光材料膜，将钙钛矿吸光材料膜放置在30℃～150℃的加热台上加热10分钟～60分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池。
9.权利要求4所述半导体钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备电极区步骤：在市售的ITO玻璃或FTO玻璃上，使用锌粉与盐酸腐蚀、或者激光光刻、或者砂轮打磨，在导电层刻蚀一条刻蚀槽，将玻璃表面的导电层分为对电极区和工作电极区，再将刻蚀后的ITO玻璃或FTO玻璃清洗干净；
(2)制备空穴阻挡层步骤：使用0.05mol/L～1mol/L的钛酸四异丙酯乙醇溶液为前体或者1wt％～75wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区旋涂一层前体膜，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为10nm～100nm的空穴阻挡层；
或使用1wt％～75wt％二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯溶液为前体，在所述工作电极区在400℃～550℃下喷涂形成一层前体膜，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟形成厚度为10nm～100nm空穴阻挡层；
(3)制备介孔电子收集层步骤：使用粒径为10nm～100nm二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在所述空穴阻挡层上沉积一层二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒或氧化锡纳米颗粒层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为100nm～1000nm介孔电子收集层；
(4)制备介孔绝缘层步骤：使用粒径为10nm～100nm氧化铝纳米颗粒浆料或氧化锆纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在所述介孔电子收集层上沉积一层氧化铝纳米颗粒层或氧化锆纳米颗粒层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为100nm～1000nm介孔绝缘层；
(5)制备介孔空穴收集层步骤：使用粒径为10nm～100nm氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒浆料，采用旋涂或者丝网印刷在介孔电子收集层上沉积一层氧化镍纳米颗粒、氧化钼纳米颗粒、CuCrO2纳米颗粒、CuGaO2纳米颗粒或CuAlO2纳米颗粒层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为100nm～1000nm介孔空穴收集层；
(6)制备介孔背电极层步骤：将粒径为10nm～500nm碳黑纳米颗粒和1000～8000目的石墨粉按质量比1：1～1：10进行混合，再添加总重量5wt％～20wt％的氧化锆纳米颗粒或二氧化钛纳米颗粒为粘结剂，制备成碳浆料，采用丝网印刷在介孔空穴收集层上采用所述碳浆料印刷一层条形碳浆料层，在400℃～550℃烧结10分钟～60分钟，形成厚度为1μm～20μm介孔背电极层，得到太阳能电池空膜；
(7)充斥钙钛矿吸光材料步骤：
首先制备浓度为0.1mol/L～2mol/L的碘化铅溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯中的一种或者任意比例混合的几种，再在30℃～150℃下预热所述碘化铅溶液，使得碘化铅溶解完全、扩散均匀；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的碘化铅溶液，得到碘化铅膜，然后将碘化铅膜放置在30℃～150℃的加热台上加热10分钟～60分钟，取下后再将碘化铅膜在异丙醇中浸泡0分钟～1分钟，再置于1mg/mL～60mg/mL的碘化甲胺异丙醇溶液中浸泡1分钟～60分钟，得到钙钛矿膜，将所述钙钛矿膜在异丙醇中浸泡清洗0分钟～1分钟，待钙钛矿膜晾干后，放置在30℃～150℃的加热台上加热10分钟～60分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于：
所述充斥钙钛矿吸光材料步骤替换为下述内容：
首先制备浓度为20wt％～60wt％的钙钛矿吸光材料溶液，其溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯中的一种或者任意比例混合的几种，再在30℃～150℃下预热所述钙钛矿吸光材料溶液，使得钙钛矿吸光材料溶解完全、扩散均匀；所述钙钛矿吸光材料为CH3NH3PbInBr3-n或CH3NH3PbInCl3-n，其中n＝0～3；
在所述太阳能电池空膜的介孔背电极层表面滴入加热后的钙钛矿吸光材料溶液，得到钙钛矿吸光材料膜，将钙钛矿吸光材料膜放置在30℃～150℃的加热台上加热10分钟～60分钟，得到半导体钙钛矿太阳能电池。
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