CN108470835B - 基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于光伏太阳能电池技术领域，提供一种基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。钙钛矿太阳能电池基本结构包括透明电极、电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层、对电极。二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes可以透明电极、空穴传输层、对电极的任意一层；或同时替代透明电极、空穴传输层、对电极的任意两层；也或作为掺杂材料掺杂到钙钛矿吸收层、空穴传输层的材料中；或作为导电性材料涂覆于透明电极表面，增加透明电极的导电性；其它材料与常规钙钛矿太阳能电池材料相同。利用二维过渡金属碳化物或氮化物导电性良好的性质，可以增强透明电极的导电性；增加钙钛矿太阳能电池的稳定性及提高电池的效率。

Description

基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池及其 制备方法
技术领域
本发明属于光伏太阳能电池技术领域，提供一种基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
背景技术
近年来，化石能源的枯竭和环境、能源问题日益加剧，迫切要求发展清洁的可持续发展的能源。太阳能的有效利用和转换发展很快，光伏器件可以帮助我们将这些光能转换成可以直接使用的电能。
钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cells,PSCs)是以有机金属卤化物作为吸光材料的新型光伏器件，之所以被命名为钙钛矿太阳能电池，是因为这种有机无机复合材料具有ABX3的钙钛矿晶型[Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,9757.]。
在短短的8年多的时间，实验室小面积器件的光电转换效率(PCE)从3.8％提高到22.7％[https://www.nrel.gov/pv/assets/images/efficiency-chart.png]。钙钛矿太阳能电池分为正式结构钙钛矿太阳能电池和反式结构钙钛矿太阳能电池。无论是哪种钙钛矿太阳能电池都由透明电极、电子传输层材料、钙钛矿吸光层、空穴传输层材料及对电极构成[Chem.Soc.Rev.,2016,45,655,CN105304819A]。2013年，Science杂志列为十大科技突破之一[http://www.sciencemag.org/news/2013/12/sciences-top-10-breakthroughs-2013]。2015年11月，Science又评价了该类太阳能电池使低成本发电有望取得成功[Science,2015,350,917.]。与其它的光电转换器件相比较，钙钛矿太阳能电池有以下优点：从钙钛矿材料本身来说，它具备光吸收能力强、载流子寿命长、迁移率高、能带宽度合适并可调、加工方式多样化等优点；在电池制作方面，其制备工艺简单、成本低廉、原材料广泛[CN107146847A]。尽管钙钛矿太阳能电池获得了飞速发展，但诸多问题仍待解决：器件稳定性差、材料有毒与环境污染、器件的成本相对较高、器件的效率可进一步提升。
二维的金属碳化物或氮化物(MXenes)作为新型的二维材料，具有类石墨烯的高比表面积、高电导率的特点，又具备组分灵活可调，最小纳米层厚可控等优势，在储能、电磁屏蔽、水处理、气体/生物传感以及光电化学催化等领域拥有巨大潜力[Nature ReviewsMaterials,2017,2,1]。
目前，还没有研究者将二维的金属碳化物或氮化物的优良性质应用于钙钛矿太阳能电池中，借助于MXene的优良性能，我们进行了二维的金属碳化物或氮化物在钙钛矿太阳能电池中应用的研究。
发明内容
针对现有钙钛矿太阳能电池中存在稳定性差，FTO透明电极的电导率低的问题，本发明将二维的金属碳化物或氮化物引入钙钛矿电池，以提高电池的稳定性及增强透明电池的导电性。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池，所述的钙钛矿太阳能电池为正式或反式结构，其分类为平板型钙钛矿太阳能电池或多孔型钙钛矿太阳能电池，其基本结构包括透明电极、电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层(空穴吸光材料)、对电极。二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes可以替代钙钛矿太阳能电池中透明电极、空穴传输层、对电极的任意一层；也可以同时替代钙钛矿太阳能电池中透明电极、空穴传输层、对电极的任意两层；也可以作为掺杂材料掺杂到钙钛矿太阳能电池中钙钛矿吸收层、空穴传输层的材料中；也可以作为导电性材料涂覆于透明电极表面，增加透明电极的导电性；其它材料与常规钙钛矿太阳能电池材料相同。
所述的钙钛矿太阳能电池各结构的常规材料为：所述透明电极包括FTO或者ITO；所述电子传输层材料包括TiO2、SnO2、ZnO、WOx、CeOx、Nb2O5、In2O3、CdS、Bi2S3、CdS量子点或C60等；所述钙钛矿吸收层的主体结构为FAMAPbI3、MAPbI3、BaSnO3吸光材料，也可以为类似的三种阳离子结构，如掺杂Cs离子，阴离子可以为掺杂Br离子；所述空穴吸光材料空穴吸光材料包括PEDOT：PSS、Spiro、EH44等有机材料；所述对电极包括Au、Ag、Cu、Al、IZO、C等导电性材料。
上述基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
第一步，制备二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes
将已经商业化的含金属连接层的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes粉末，每1-10g粉末缓慢加入到20-80mL的刻蚀溶液(10-80wt％)中，搅拌刻蚀1-24h后，在1000-5000rpm下离心1-10min，将沉淀物用去离子水清洗1-10遍至pH>1，得到的去除金属连接层的二维碳化物或氮化物。在插层溶液中搅拌插层1-10h后，在1000-10000rpm下离心1-10min除去多余的插层溶液，用去离子水清洗1-10遍，将插层后的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes与水以1:1-50的质量比在100-500W的功率下超声1-10h，1000-5000rpm离心1h，取上层悬浊液，抽滤，真空干燥得到去除金属连接层的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes。
所述的去除金属连接层的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes的化学通式可用Mn+1XnTz表示，其中，M包括过渡族金属，包括Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Sc；X指C或N；n值一般为1-3；Tz指表面基团，包括O、OH、F、NH3、NH4。
第二步，制备基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池
常规钙钛矿太阳能电池的器件制备方法为：将清洗好的FTO或ITO基底表面，旋涂1-50μL致密层有机溶胶，以1000-10000rpm旋涂20-60s，高温烧结；再将50-100μL多孔层浆料滴在致密层上，以5000-10000rpm旋涂10-30s，烧结100-500℃；降温后转移至手套箱，取5-55μL过滤后的钙钛矿前驱溶液滴于多孔层上，以1000-3000rpm旋涂10-50s，放置10-60min；将50-250μL过滤后的含卤素的异丙醇溶液滴于前驱液上，以3000-5000rpm旋涂20-30s，在热板上100-200℃条件下退火10-120min；最后将空穴传输层材料以1000-5000rpm旋涂于制备好的钙钛矿层表面，空穴传输层的表面制备对电极。
采用第一步制备得到的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes替代钙钛矿太阳能电池中的结构，方法与常规方法相同，包括以下几种情况：
二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes替代透明电极、空穴传输层、对电极的任一一层；，其它材料及制备方法与常规钙钛矿太阳能电池材料相同；
二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes替代钙钛矿太阳能电池中透明电极、空穴传输层、对电极的任一两层，其它材料及制备方法与常规钙钛矿太阳能电池材料相同；
二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes作为掺杂材料掺杂到钙钛矿太阳能电池中钙钛矿吸收层、空穴传输层的材料中，其它材料及制备方法与常规钙钛矿太阳能电池材料相同；
二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes作为导电性材料涂覆于透明电极表面，增加透明电极的导电性，其它材料及制备方法与常规钙钛矿太阳能电池材料相同。
本发明的有益效果为：利用二维过渡金属碳化物或氮化物导电性良好的性质，可以增强透明电极的导电性；将二维过渡金属碳化物或氮化物作为空穴传输材料等，增加钙钛矿太阳能电池的稳定性及提高电池的效率。
附图说明
图1为去除金属连接层的二维碳化物或氮化物。
图2为剥离后的二维碳化物或氮化物。
图3以二维碳化物或氮化物为对电极的太阳能电池效率图。
图4以二维碳化物或氮化物为空穴传输层的太阳能电池效率图。
图5以二维碳化物或氮化物掺杂空穴传输层的太阳能电池效率图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
以二维碳化物或氮化物为钙钛矿太阳能电池对电极的实施实例。取1g Ti3AlC2粉末缓慢加入到30mL HF(20wt％)中，搅拌刻蚀12h后，在3500rpm下离心5min，将沉淀物用去离子水清洗4-5遍至pH>5，得到的去除金属连接层的二维碳化物或氮化物如图1所示，Ti3AlC2粉末中的中间连接层已被反应物消耗殆尽。在DMSO溶液中搅拌插层3h，Ti3C2:DMSO＝1:50(质量比)，然后在8000rpm下离心5min除去多余的DMSO，用去离子水清洗4-5遍，将插层后的Ti3C2与水以1:50的质量比在250W的功率下超声1h，3500rpm离心1h，取上层悬浊液，抽滤，真空干燥得到少层Ti3C2，剥离后的二维碳化物或氮化物材料如图2所示，得到了非常薄的片状的二维材料。
钙钛矿太阳能电池的器件制备如下：在FTO基底表面，旋涂50μL致密层TiO2有机溶胶以5000rpm旋涂60s，高温烧结。75μL多孔层浆料滴在TiO2致密层上，5000rpm旋涂30s，高温烧结。降温后转移手套箱，取55μL过滤后的PbI2溶液滴于多孔TiO2上以3000rpm旋涂30s，放置10min后，将250μL过滤后的CH3NH3I的异丙醇溶液滴于PbI2上以5000rpm旋涂30s，在热板上125℃退火20min。取250μL Ti3C2氯苯溶液在70℃下喷涂在钙钛矿薄膜上，以其为电极，电池的效率如图3所示，电池的效率为1％左右，光电流和填充因子较低，光电压正常。
实施例2：
以二维碳化物或氮化物为钙钛矿太阳能电池空穴传输层材料的实施实例。取5gTi3AlC2粉末缓慢加入到60mL HF(10wt％)中，搅拌刻蚀20h后，在5000rpm下离心5min，将沉淀物用去离子水清洗4-5遍至pH>5，得到的去除金属连接层的二维碳化物或氮化物。在DMSO溶液中搅拌插层8h，Ti3C2:DMSO＝1:25(质量比)，然后在8000rpm下离心10min除去多余的DMSO，用去离子水清洗2遍，将插层后的Ti3C2与水以1:50的质量比在250W的功率下超声1h，3500rpm离心1h，取上层悬浊液，真空干燥得到少层Ti3C2，剥离后的二维碳化物或氮化物材料。
钙钛矿太阳能电池的器件制备如下：在基底表面，旋涂70μL致密层TiO2，高温烧结。75μL多孔层浆料滴在TiO2致密层上，3000rpm旋涂30s，高温烧结。降温后转移手套箱，取55μL过滤后的PbI2溶液滴于多孔TiO2上以3000rpm旋涂30s，放置10min后，将250μL过滤后的CH3NH3I的异丙醇溶液滴于PbI2上以5000rpm旋涂30s，在热板,165℃退火27.5min。取250μLTi3C2氯苯溶液在70℃下喷涂在钙钛矿薄膜上，蒸镀金属电极，电池的效率如图4所示，反向扫描的过程出现了缺陷，光电流为12mA/cm2。
实施例3：
以二维碳化物或氮化物为钙钛矿太阳能电池掺杂空穴传输层的实施实例。二维碳化物或氮化物材料的制备过程如实施实例2所示。钙钛矿太阳能电池的器件制备如下：在基底表面，旋涂70μL致密层TiO2，高温烧结。75μL多孔层浆料滴在TiO2致密层上，3000rpm旋涂30s，高温烧结。降温后转移手套箱，取55μL过滤后的PbI2溶液滴于多孔TiO2上以3000rpm旋涂30s，放置10min后，将250μL过滤后的CH3NH3I的异丙醇溶液滴于PbI2上以5000rpm旋涂30s，在热板，165℃退火27.5min。取150μL Ti3C2氯苯溶液，将其加入到配置好的Spiro-MeOTAD氯苯溶液(260mg/ml)，滴于钙钛矿层薄膜上，蒸镀金属电极，电池的效率如图5所示，钙钛矿电池的效率较高，为13％左右。
实施例4：
以二维碳化物或氮化物为钙钛矿太阳能电池光吸收层掺杂材料的实施实例。二维碳化物或氮化物材料的制备过程如实施实例1所示。钙钛矿太阳能电池的器件制备如下：在基底表面，旋涂70μL致密层TiO2，高温烧结。75μL多孔层浆料滴在TiO2致密层上，3000rpm旋涂30s，高温烧结。降温后转移手套箱，取150μL Ti3C2氯苯溶液，将其加入到配置好的PbI2溶液中，取55μL过滤后的PbI2溶液滴于多孔TiO2上以3000rpm旋涂30s，放置10min后，将250μL过滤后的CH3NH3I的异丙醇溶液滴于PbI2上以5000rpm旋涂30s，在热板，165℃退火27.5min，涂覆空穴传输层材料Spiro-MeOTAD氯苯溶液(260mg/ml)，蒸镀金属电极，此结构为将二维碳化物或氮化物材料掺杂至钙钛矿层中。
实施例5：
以二维碳化物或氮化物为增强钙钛矿太阳能电池透明电极的导电性的实施实例。二维碳化物或氮化物材料的制备过程如实施实例2所示。钙钛矿太阳能电池的器件制备如下：在FTO基底表面，将上述二维材料取配置成50mg/ml的氯苯溶液，以5000rpm涂覆于FTO表面，旋涂70μL致密层TiO2，高温烧结。75μL多孔层浆料滴在TiO2致密层上，3000rpm旋涂30s，高温烧结。降温后转移手套箱，将其加入到配置好的PbI2溶液中，取55μL过滤后的PbI2溶液滴于多孔TiO2上以3000rpm旋涂30s，放置10min后，将250μL过滤后的CH3NH3I的异丙醇溶液滴于PbI2上以5000rpm旋涂30s，在热板，165℃退火27.5min，涂覆空穴传输层材料Spiro-MeOTAD氯苯溶液(260mg/ml)，蒸镀金属电极，此结构为将二维碳化物或氮化物材料涂覆于透明电极表面来增强透明电极的导电性。
实施例6：
以二维碳化物或氮化物作为钙钛矿太阳能电池透明电极使用的实施实例。二维碳化物或氮化物材料的制备过程如实施实例2所示。钙钛矿太阳能电池的器件制备如下：在玻璃等透明物体表面，将上述二维材料取配置成500mg/ml的氯苯溶液，以5000rpm涂覆于玻璃等透明物体表面，旋涂70μL致密层TiO2，高温烧结。75μL多孔层浆料滴在TiO2致密层上，3000rpm旋涂30s，高温烧结。降温后转移手套箱，将其加入到配置好的PbI2溶液中，取55μL过滤后的PbI2溶液滴于多孔TiO2上以3000rpm旋涂30s，放置10min后，将250μL过滤后的CH3NH3I的异丙醇溶液滴于PbI2上以5000rpm旋涂30s，在热板，165℃退火27.5min，涂覆空穴传输层材料Spiro-MeOTAD氯苯溶液(260mg/ml)，蒸镀金属电极，此结构为将二维碳化物或氮化物材料作为透明电极来使用。
实施例7：
将二维碳化物或氮化物材料替代钙钛矿太阳能电池空穴传输层及对电极的实施实例。取5g Ti3AlC2粉末缓慢加入到60mL HF(10wt％)中，搅拌刻蚀20h后，在3500rpm下离心5min，将沉淀物用去离子水清洗4-5遍至pH>5，得到的去除金属连接层的二维碳化物或氮化物。在DMSO溶液中搅拌插层6h，Ti3C2:DMSO＝1:25(质量比)，然后在8000rpm下离心10min除去多余的DMSO，用去离子水清洗2遍，将插层后的Ti3C2与水以1:50的质量比在250W的功率下超声1h，3500rpm离心1h，取上层悬浊液，真空干燥得到少层Ti3C2，剥离后的二维碳化物或氮化物材料。将此二维材料Ti3C2配置成260mg/ml溶液。
钙钛矿太阳能电池的器件制备如下：在基底表面，旋涂70μL致密层TiO2，高温烧结。75μL多孔层浆料滴在TiO2致密层上，8000rpm旋涂20s，高温烧结。降温后转移手套箱，取55μL过滤后的PbI2溶液滴于多孔TiO2上以2000rpm旋涂50s，放置50min后，将250μL过滤后的CH3NH3I的异丙醇溶液滴于PbI2上以3000rpm旋涂20s，在热板，165℃退火27.5min。取250μLTi3C2氯苯溶液在70℃下喷涂在钙钛矿薄膜上，该结构为将二维碳化物或氮化物材料替代空穴传输层及对电极。
本发明制备的二维过渡金属碳化物或氮化物可以替代钙钛矿太阳能的一层，如替代透明电极、替代空穴传输层、替代对电极；该二维过渡金属碳化物或氮化物可以替代钙钛矿太阳能电池的两层，如同时替代空穴传输层及对电极；该二维过渡金属碳化物或氮化物可以作为掺杂材料掺杂到钙钛矿太阳能电池的某一层，如掺杂到钙钛矿吸收层，掺杂到空穴传输层材料中；该二维过渡金属碳化物或氮化物可以作为导电性材料涂覆于透明电极表面，增加透明电极的导电性。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述的钙钛矿太阳能电池基本结构包括透明电极、电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层、对电极；采用去除金属连接层的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes替代钙钛矿太阳能电池中的结构或材料，其它结构或材料与常规钙钛矿太阳能电池材料相同；所述常规钙钛矿太阳能电池的结构包括透明电极、电子传输层材料、钙钛矿吸光层、空穴传输层材料和对电极；所述常规钙钛矿太阳能电池的材料为：透明电极为FTO或ITO，电子传输层材料为TiO2、SnO2、ZnO、WOx、CeOx、Nb2O5、In2O3、CdS、Bi2S3、CdS量子点或C60，钙钛矿吸光层的主体结构为FAMAPbI3、MAPbI3、BaSnO3、掺杂Cs离子或掺杂Br离子，空穴传输层材料为PEDOT、PSS、Spiro或EH44，对电极为Au、Ag、Cu、Al、IZO或C；所述的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes的化学通式用Mn+1XnTz表示，其中，M包括过渡族金属，包括Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Sc；X指C或N；n值为1-3；Tz指表面基团，包括O、OH、F、NH3、NH4。
2.根据权利要求1所述的一种基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，采用去除金属连接层的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes替代钙钛矿太阳能电池中透明电极、空穴传输层、对电极的任意一层，其它结构或材料与常规钙钛矿太阳能电池材料相同。
3.根据权利要求1所述的一种基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，采用去除金属连接层的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes同时替代钙钛矿太阳能电池中透明电极、空穴传输层、对电极的任意两层，其它结构或材料与常规钙钛矿太阳能电池材料相同。
4.根据权利要求1所述的一种基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，采用去除金属连接层的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes作为掺杂材料掺杂到钙钛矿太阳能电池中钙钛矿吸收层或空穴传输层的材料中，其它结构或材料与常规钙钛矿太阳能电池材料相同。
5.根据权利要求1所述的一种基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，采用去除金属连接层的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes作为导电性材料涂覆于透明电极表面，增加透明电极的导电性，其它结构或材料与常规钙钛矿太阳能电池材料相同。
6.一种基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于以下步骤：
第一步，制备二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes
将已经商业化的含金属连接层的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes粉末缓慢加入刻蚀溶液中，搅拌刻蚀1-24h后，离心处理，将沉淀物用去离子水清洗至pH>1，得到的去除金属连接层的二维碳化物或氮化物；在插层溶液中搅拌插层1-10h后，离心除去多余的插层溶液，用去离子水清洗后，将插层后的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes与水以1:1-50的质量比混合后，进行超声处理，离心取上层悬浊液，抽滤，真空干燥得到去除金属连接层的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes；
所述的去除金属连接层的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes的化学通式用Mn+1XnTz表示，其中，M包括过渡族金属，包括Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Sc；X指C或N；n值为1-3；Tz指表面基团，包括O、OH、F、NH3、NH4；
第二步，制备基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池
钙钛矿太阳能电池常规的器件制备方法为：将清洗好的FTO或ITO基底表面，旋涂1-50μL致密层有机溶胶，以1000-10000rpm旋涂20-60s，高温烧结；再将50-100μL多孔层浆料滴在致密层上，以5000-10000rpm旋涂10-30s，烧结100-500℃；降温后转移至手套箱，取5-55μL过滤后的钙钛矿前驱溶液滴于多孔层上，以1000-3000rpm旋涂10-50s，放置10-60min；将50-250μL过滤后的含卤素的异丙醇溶液滴于前驱液上，以3000-5000rpm旋涂20-30s，在热板上100-200℃条件下退火10-120min；最后将空穴传输层材料以1000-5000rpm旋涂于制备好的钙钛矿层表面，空穴传输层的表面制备对电极；
采用第一步制备得到的二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes替代钙钛矿太阳能电池中的结构，方法与常规方法相同，包括以下几种情况：
二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes替代透明电极、空穴传输层、对电极的任意一层，其它材料及制备方法与常规钙钛矿太阳能电池材料相同；
二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes替代钙钛矿太阳能电池中透明电极、空穴传输层、对电极的任意两层，其它材料及制备方法与常规钙钛矿太阳能电池材料相同；
二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes作为掺杂材料掺杂到钙钛矿太阳能电池中钙钛矿吸收层、空穴传输层的材料中，其它材料及制备方法与常规钙钛矿太阳能电池材料相同；
二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes作为导电性材料涂覆于透明电极表面，增加透明电极的导电性，其它材料及制备方法与常规钙钛矿太阳能电池材料相同。
7.根据权利要求6所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，每1-10g二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes粉末对应的刻蚀溶液的体积为20-80mL，其中，刻蚀溶液的质量百分数为10-80wt％。
8.根据权利要求6或7所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，二维过渡金属碳化物或氮化物MXenes与水混合后超声处理的功率为100-500W，超声处理时间为1-10h。
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