CN113540360A - 一种制备基于纳米片层材料修饰卤化钙钛矿太阳能电池的方法以及产品 - Google Patents

一种制备基于纳米片层材料修饰卤化钙钛矿太阳能电池的方法以及产品 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种制备基于纳米片层材料修饰的卤化钙钛矿太阳能电池的方法以及产品，涉及太阳能电池领域，方法如下步骤：(1)FTO玻璃衬底层的清洗，(2)进行SnO2电子传输层的旋涂，(3)在SnO2电子传输层进行C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层的旋涂，(4)在C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层上旋涂空穴传输层，(5)制备电极层。以上方法制备的太阳能电池依次包括FTO玻璃衬底、SnO2电子传输层、C3N3修饰钙钛矿吸光层、空穴传输层以及阳极层。本发明方法生产成本低廉，所得的C3N3修饰的卤化钙钛矿太阳能电池不仅具有较高的光电转换效率，同时也具有较好的稳定性。

Description

一种制备基于纳米片层材料修饰卤化钙钛矿太阳能电池的方 法以及产品
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，具体而言，涉及一种基于C3N3纳米片层材料修饰卤化钙钛矿太阳能电池的制备方法以及产品。
背景技术
近年来，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池得到广泛关注并取得了快速发展，其光电转换效率自从2009年首次报道时的3.8％，截至2021年已经飙升到25.5％。钙钛矿作为钙钛矿太阳能电池的光吸收层主要材料，其薄膜质量直接影响到太阳能电池的转换效率。
据了解，结晶度高、光滑、致密的钙钛矿薄膜，有助于薄膜内部光生载流子的产生和分离。相反地，粗糙、有大量晶界的钙钛矿薄膜，则会导致吸光度和光生电流下降，也会产生较大的晶体缝隙和孔洞。这些缝隙和针孔会使得部分电子传输层和空穴传输层直接接触，增加漏电通道，进而降低器件的光电转换效率和稳定性。为了提高钙钛矿薄膜质量和减少针孔的产生，可在前驱体溶液中引入添加剂，以在一定程度上优化钙钛矿薄膜的形貌、改善载流子传输特性。
因此，研制一种制备方法简单、操作方便、物理化学性质稳定的添加剂是十分必要的。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于，提供一种制备基于纳米片层材料修饰卤化钙钛矿太阳能电池的方法以及产品，采用C3N3修饰卤化钙钛矿吸光层，延缓了钙钛矿晶体的生长速率，还能避免薄膜退火过程中针孔的产生，C3N3修饰的卤化钙钛矿太阳能电池不仅具有较高的光电转换效率，同时也具有较好的稳定性。
为实现上述目的，本发明提供了一种制备基于纳米片层材料修饰的卤化钙钛矿太阳能电池的方法，其包括如下步骤：
(1)FTO玻璃衬底层的清洗，
(2)在洁净的FTO玻璃衬底层进行SnO2电子传输层的旋涂，
(3)在SnO2电子传输层进行C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层的旋涂，
(4)在C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层上旋涂空穴传输层，
(5)在空穴传输层上制备电极层。
进一步的，卤化钙钛矿的结构式为ABX3，结构式为ABX3的卤化钙钛矿包括全无机钙钛矿、有机钙钛矿或有机-无机混合型钙钛矿，
结构式ABX3中的A选自Cs、CH3NH3(简称MA)和HC(NH2)2(简称FA)中的至少一种，ABX3中的B选自Pb或Sn，ABX3中的X选自Cl、Br和I中的至少一种。
进一步的，第(3)步中，首先制备C3N3修饰的卤化钙钛矿前驱体溶液，制备方法如下：
将PbI2与CH3NH3I(简称MAI)以设定的摩尔比溶于含有C3N3的溶液中，含C3N3的溶液中的溶剂包括1-丁内酯(GBL)，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)中的一种或一种以上，
选用溶剂为DMF和DMSO的混合液体时，DMF和DMSO体积比为9:1，
含C3N3的溶液的制备方法为：称取不同量的C3N3固体粉末分散在溶剂中，含C3N3的溶液中C3N3的质量浓度为0.025mg/ml～0.100mg/ml。
进一步的，将PbI2与CH3NH3I(简称MAI)以设定的摩尔比溶于含有C3N3的溶液中，碘化铅与甲基碘化胺的摩尔比为1.3:1.3，PbI2和MAI在含有C3N3的溶液混合搅拌8小时以上。
进一步的，采用两步旋涂工艺在SnO2电子传输层进行C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层旋涂，具体为，第一步，将钙钛矿前驱体溶液滴加在涂覆有SnO2电子传输层的FTO玻璃上，第二步，先在相对较低的转速下旋涂，随后在相对较高的转速下旋涂，
在第二步中，在第一步涂覆开始一段时间后，滴加反溶剂在正进行旋涂的钙钛矿前驱体溶液上，直至第二步旋涂结束，
所述反溶剂为氯苯或者乙醚，在第二步涂覆结束后，在设定温度的加热板上执行退火。
进一步的，第(1)步中，FTO玻璃衬底层的清洗具体为：
首先，依次采用洗洁精水溶液、去离子水、丙酮、无水乙醇、异丙醇分别对FTO玻璃衬底进行超声清洗，
然后，对清洗结束后的FTO玻璃衬底层进行干燥处理，
最后，将干燥且洁净的FTO玻璃衬底层放入紫外臭氧箱中照射。
进一步的，在第(2)步中，在洁净的FTO玻璃衬底层进行SnO2电子传输层的旋涂具体为：
首先，制备SnO2电子传输层的前驱体胶体溶液：将SnCl2·2H2O、尿素溶解在去离子水中，搅拌均匀，直至乳白色溶液变为浅黄色澄清溶液，
SnO2电子传输层的涂覆的层数为2-3层，
在第一层旋涂后，在设定温度的加热板上执行退火，然后进行紫外照射，再进行第二层涂覆，第二层涂覆后在设定温度下执行退火，接着进行紫外臭氧处理，依次方式进行多次涂覆。
进一步的，在所述钙钛矿吸光层的表面制备空穴传输层，所述空穴传输层材料选自2,2′，7,7′-四(N，N-二对甲氧基苯基-胺)-9,9′-螺双芴(Spiro-OMeTAD)和聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)，
空穴传输层的制备是将含有空穴传输层材料的溶液以设定转速旋涂在C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层上。
按照本发明的第二个方面，还提供一种如其特征在于，其依次为FTO玻璃衬底、SnO2电子传输层、C3N3修饰钙钛矿吸光层、空穴传输层以及阳极层，C3N3修饰钙钛矿吸光层薄膜表面致密均匀且无针孔。
进一步的，SnO2电子传输层的总厚度为20nm～60nm，钙钛矿吸光层的厚度为400nm～600nm，空穴传输层的厚度为100nm～200nm，阳极层的厚度为40nm～100nm。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
通过C3N3骨架上的具有孤对电子的N原子容易与混合溶剂中的Pb2+发生络合反应，延缓了钙钛矿晶体的生长速率，进而能对钙钛矿晶体质量进行调控；同时C3N3骨架上的N也会与CH3NH3生成氢键，在一定程度上减少了CH3NH3I的流失，避免了在薄膜退火过程中针孔的产生。C3N3制备所需原料不仅成本低、毒性小，其制备工艺也比较简单，对设备要求不高，有效减少了生产成本。所得的C3N3修饰的卤化钙钛矿太阳能电池不仅具有较高的光电转换效率，其光电转换效率可达为19.91％，同时也具有较好的稳定性。
附图说明
图1(a)为本发明实施例中二维半导体C3N3的SEM图，并在右下角插入C3N3的结构示意图。
图1(b)为本发明实施例中二维半导体C3N3的TEM图，并在右下角插入了晶格条纹放大图。
图2是本发明实施例中C3N3修饰钙钛矿太阳能电池器件的结构示意图。
图3(a)是本发明实施例中提供的对照组钙钛矿薄膜的SEM图。
图3(b)为本实施例1提供的0.05mg/ml C3N3修饰钙钛矿薄膜的SEM图。
图3(c)展示了本实施例2提供的0.075mg/ml C3N3修饰钙钛矿薄膜的SEM图。
图3(d)展示了本实施例3提供的0.100mg/ml C3N3修饰钙钛矿薄膜的SEM图。
图4展示了钙钛矿太阳能电池的对照组薄膜(无C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层薄膜)和本实施例1提供的C3N3修饰钙钛矿吸光层薄膜的XRD图。
图5(a)展示了钙钛矿太阳能电池的对照组薄膜(无C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层薄膜)的水接触角图。
图5(b)展示了本实施例1提供的C3N3修饰钙钛矿吸光层薄膜的水接触角图。
图5(c)展示了本实施例2提供的0.075mg/ml C3N3修饰钙钛矿吸光层薄膜的水接触角图。
图5(d)展示了本实施例3提供的0.100mg/ml C3N3修饰钙钛矿吸光层薄膜的水接触角图。
图6展示了钙钛矿太阳能电池的对照组薄膜、实施例1至实施例3提供的不同含量C3N3修饰钙钛矿吸光层薄膜的阻抗图对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种基于C3N3纳米片层材料修饰卤化钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其制备方法主要包括以下步骤：FTO玻璃衬底层的清洗、SnO2电子传输层的旋涂、C3N3修饰钙钛矿吸光层的旋涂、空穴传输层的旋涂和金电极层的热蒸发。
其中，制备C3N3添加钙钛矿层：将PbI2与CH3NH3I(MAI)以摩尔比溶于C3N3混合溶剂(VDMF:VDMSO＝9:1)中。在可选的实施方式中，对所述FTO玻璃衬底进行前处理：优选地，前处理包括：依次用洗洁精水溶液、去离子水、丙酮、无水乙醇、异丙醇分别对FTO玻璃衬底进行超声清洗。优选地，清洗时间为30分钟；前处理还包括：对清洗结束后的FTO玻璃衬底进行干燥处理，并放入紫外臭氧箱中照射，紫外臭氧处理的时间为15分钟。
对SnO2电子传输层的前驱体胶体溶液的制备：将SnCl2·2H2O和尿素与去离子水按0.6768g:0.1772g:20ml的比例混合，开口搅拌，直至乳白色溶液变为浅黄色澄清溶液。为保证电子传输层的致密性，SnO2电子传输层的涂覆的层数为2-3层，每次旋涂速率均为4000rpm，持续30秒。在第一层旋涂后，在温度为180℃的加热板上，退火20分钟。在第一层旋涂退火后紫外照射15分钟，再进行第二层涂覆。第二层涂覆后在温度为150℃的加热板上，退火10分钟，紫外臭氧处理的时间为15分钟。
在SnO2电子传输层的表面涂覆钙钛矿溶液以制备钙钛矿吸光层。对钙钛矿前驱体溶液的制备进行预处理：将碘化铅与甲基碘化胺以摩尔比溶解在含C3N3混合溶剂中。溶剂包括1-丁内酯(GBL)，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)中的一种或一种以上。当所述混合溶剂为DMF和DMSO时，按其体积比为9:1进行配比。
含C3N3混合溶剂的制备：称取不同量的C3N3固体粉末分散在上述混合溶剂中，分别为0.025mg/ml、0.050mg/ml、0.075mg/ml和0.100mg/ml。所述钙钛矿溶液的制备包括：将结构式为ABX3的材料溶解在上述混合溶剂中。结构式为ABX3的材料包括全无机钙钛矿、有机钙钛矿或有机-无机混合型钙钛矿。ABX3中的A包括Cs、CH3NH3(MA)和HC(NH2)2(FA)中的至少一种。ABX3中的B包括Pb和Sn中的至少一种。ABX3中的X包括Cl、Br和I中的至少一种。
所述钙钛矿溶液的制备包括：将碘化铅与甲基碘化胺溶于溶剂中。所述碘化铅与甲基碘化胺的摩尔比为1.3:1.3，换算成质量比为0.61g:0.2067g。所述PbI2和所述MAI(甲基碘化胺)在所述混合溶剂中混合搅拌8小时以上。
钙钛矿前驱体溶液采用两步程序旋涂工艺。在可选的实施例中，第一步，将所述钙钛矿溶液滴加在涂有SnO2电子传输层的FTO玻璃上，先在1000rpm低速下旋转6秒，随后在4000rpm的高速下旋转30秒。在可选的实施方式中，第二步，在第一步涂覆开始的16秒后，滴加反溶剂(氯苯，乙醚)在正进行旋涂的钙钛矿溶液上至二次涂覆结束。制备所述钙钛矿吸光层还包括在第二步涂覆结束后，在100℃的加热板上，退火10分钟。
在所述钙钛矿吸光层的表面制备空穴传输层：所述空穴传输层的材料包括2,2′，7,7′-四(N，N-二对甲氧基苯基-胺)-9,9′-螺双芴(Spiro-OMeTAD)和聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)。所述空穴传输层的制备是将Spiro-OMeTAD溶液以4000rpm的转速在所述钙钛矿吸光层的上旋涂30秒。
所述Spiro-OMeTAD溶液的制备包括：将Spiro-OMeTAD溶于溶剂中，优选地，溶解所述Spiro-OMeTAD的溶剂为氯苯。在可选的实施方式中，将73.2mg的所述Spiro-OMeTAD溶解于1mL的所述氯苯中。
在可选的实施方式中，将溶解有所述Spiro-OMeTAD的氯苯与四叔丁基吡啶(4-TBP)以及双三氟甲烷磺酰亚胺锂(Li-TFSI)的乙腈溶液混合。溶液的配比和浓度可以为：所述四叔丁基吡啶的体积为14.5μL，所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液的体积为9μL，其浓度为520mg/mL。所述聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]中添加有双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液。
在可选的实施方式中，所述对电极层包括金电极层、银电极层或者碳电极层。
在C3N3纳米片层材料修饰卤化钙钛矿太阳能电池的平面结构，依次为FTO玻璃衬底、SnO2电子传输层、C3N3修饰钙钛矿吸光层、空穴传输层以及阳极层。SnO2电子传输层的总厚度为20-60nm，钙钛矿吸光层的厚度为400-600nm，空穴传输层的厚度为100-200nm，阳极层的厚度为40-100nm。
为了更详细的说明本发明方法，下面进一步结合具体的实施例进行阐述。
实施例1
请参照图1，本实施例提供一种C3N3修饰钙钛矿太阳能电池，其制备方法如下：
(1)依次用洗洁精、去离子水、丙酮、无水乙醇、异丙醇各超声清洗FTO玻璃衬底30分钟，然后用吹风机吹干之后，紫外臭氧处理15分钟。
(2)在经过步骤(1)处理过的FTO玻璃衬底的表面旋涂SnO2电子传输层：将0.6768gSnCl2·2H2O和0.1772g尿素加入20mL去离子水中反应得到SnO2前驱体胶体溶液。
SnO2前驱体溶液以4000rpm持续30秒的工艺旋涂在FTO玻璃衬底上。在第一层旋涂后，在温度为180℃的加热板上，退火20分钟，在第一层旋涂退火后紫外照射15分钟，再进行第二层涂覆；第二层涂覆后在温度为150℃的加热板上，退火10分钟，接着进行紫外臭氧处理，紫外臭氧处理的时间为15分钟。
(3)在SnO2电子传输层表面制备钙钛矿吸光层：
首先制备含C3N3的混合溶液：称取不同量的C3N3固体粉末分散在DMF和DMSO混合溶剂(VDMF:VDMSO＝9:1)中，其浓度为0.050mg/ml。
制备钙钛矿溶液：首先将PbI2和MAI按摩尔比溶解在上述含C3N3混合溶液中，连续搅拌8h。其中，PbI2、MAI与DMF和DMSO的混合溶液的用量比为1.3mmol:1.3mmol:0.050mg:900μl:100μl。
采用两步程序旋涂工艺，具体为：第一步，将所述钙钛矿溶液滴加并涂覆在SnO2电子传输层上，具体为，先在1000rpm的低速下旋转6秒，随后在4000rpm的高速下旋转30秒；第二步，在第一步涂覆开始的16秒后，滴加氯苯至正在旋涂的钙钛矿溶液上，至二次涂覆结束。在第二步涂覆结束后，在100℃的加热板上，退火10分钟。
(4)在上述钙钛矿吸光层表面制备空穴传输层：
制备Spiro-OMeTAD溶液：将36.1mg的Spiro-OMeTAD溶于500μL的氯苯溶液，并加入14.5μL的4-tBP和9μL的Li-TFSI，将该溶液以4000rpm速度保持30s的工艺动态旋涂在钙钛矿吸光层上。
(5)在上述空穴传输层表面制备对电极层：
利用热蒸发仪，在器件的空穴传输层表面上镀金电极层。
图1(a)为本发明实施例中二维半导体C3N3的SEM图，并在右下角插入C3N3的结构示意图，由图可知，其结构连续叠层方向生长，呈结块状。图1(b)为本发明实施例中二维半导体C3N3的TEM图，并在右下角插入了晶格条纹放大图，由图可知，其条纹间距均匀，为二维层状晶体。
图2是本发明实施例中C3N3修饰钙钛矿太阳能电池器件的结构示意图，由图可知，所得的C3N3修饰钙钛矿太阳能电池器件的结构依次为FTO玻璃衬底(以Glass或FTO表示)、SnO2电子传输层(以SnO2表示)、钙钛矿吸光层(以MAPbI3:C3N3表示)、空穴传输层(以Spiro-OMeTAD表示)以及阳电极层(以Au表示)。
由图3(a)可以看出，本实施例提供的对照组钙钛矿吸光层，其没有采用C3N3修饰，颗粒尺寸小且表面存在些许针孔。由图3(b)可以看出，本实施例1提供的0.05mg/ml C3N3修饰钙钛矿薄膜颗粒尺寸较大，表面致密，晶界和针孔发生明显的钝化。
图4展示了钙钛矿太阳能电池的对照组薄膜(无C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层薄膜)和本实施例1提供的C3N3修饰钙钛矿吸光层薄膜的XRD图，由图可知，在14.19°和28.22°上出现钙钛矿的特征衍射峰，分别对应(110)晶面和(220)晶面，并且经过C3N3修饰的XRD图，并未出现PbI2的特征峰。
图5(a)展示了钙钛矿太阳能电池的对照组薄膜(无C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层薄膜)的水接触角图，图5(b)展示了本实施例1提供的C3N3修饰钙钛矿吸光层薄膜的水接触角图。对比可知，对照组的钙钛矿薄膜的水接触角为32.75°，在0.05mg/ml C3N3修饰钙钛矿薄膜的水接触角为52.5°，说明经过C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层薄膜的亲水性增加了。
试验数据表明，对照组的钙钛矿太阳能电池的光电转化效率为18.16％，开路电压为1.114V，短路电流密度为22.25mA/cm2，填充因子为73.3％。而0.05mg/ml C3N3修饰钙钛矿太阳能电池的光电转化效率为19.58％，开路电压为1.114V，短路电流密度为22.68mA/cm2，填充因子为77.5％。
图6展示了钙钛矿太阳能电池的对照组薄膜和本实施例1提供的C3N3修饰钙钛矿吸光层薄膜的阻抗图，由图可知，对照组的钙钛矿太阳能电池的复合电阻为255Ω，而0.050mg/ml C3N3修饰钙钛矿太阳能电池的复合电阻为197Ω。C3N3的掺入抑制电子与空穴的复合，加快了电荷的传输速率。
实施例2
实施例2与实施例1的主要区别在于掺入的C3N3的浓度不同，本实施例中C3N3的浓度为0.075mg/ml，其余制备条件均同实施例1。
图3(c)展示了本实施例2提供的0.075mg/ml C3N3修饰钙钛矿薄膜颗粒尺寸较大，表面致密，晶界发生明显的钝化且未发现针孔。
图5(c)展示了本实施例2提供的0.075mg/ml C3N3修饰钙钛矿吸光层薄膜的水接触角图。在0.075mg/ml C3N3修饰钙钛矿薄膜的水接触角为59.5°。
从试验数据可知，本实施例提供的0.075mg/ml C3N3修饰钙钛矿太阳能电池的光电转化效率为19.91％，开路电压为1.125V，短路电流密度为22.70mA/cm2，填充因子为78.0％。
由图6可以看出，本实施例提供的0.075mg/ml C3N3修饰钙钛矿太阳能电池的复合电阻为173Ω。
实施例3
实施例3与实施例1的主要区别在于掺入的C3N3的浓度不同，本实施例中C3N3的浓度为0.100mg/ml，其余制备条件均同实施例1。
图3(d)展示了本实施例3提供的0.100mg/ml C3N3修饰钙钛矿薄膜颗粒尺寸较大，表面致密，晶界已被完全钝化且未发现针孔。
图5(d)展示了本实施例3提供的0.100mg/ml C3N3修饰钙钛矿吸光层薄膜的水接触角图，可知，在0.100mg/ml C3N3修饰钙钛矿薄膜的水接触角为61.0°。
试验数据表明，本实施例提供的0.100mg/ml C3N3修饰钙钛矿太阳能电池的光电转化效率为19.57％，开路电压为1.137V，短路电流密度为22.25mA/cm2，填充因子为77.4％。
图6展示了本实施例3提供的0.100mg/ml C3N3修饰钙钛矿太阳能电池的复合电阻为273Ω。这可能是由于过量掺杂导致粗糙度增大，影响了钙钛矿膜的质量。
上述结果说明，C3N3修饰的卤化钙钛矿薄膜不仅在晶粒尺寸有明显增大，晶界缺陷也明显减少，电池的光电转换效率也有明显的提升。
本申请提供的C3N3修饰钙钛矿太阳能电池所含的C3N3修饰钙钛矿薄膜的晶体颗粒尺寸大，表面致密均匀且无针孔，C3N3修饰钙钛矿太阳能电池的填充因子较大，具有较高的光电转换效率和较大的开路电压。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制备基于纳米片层材料修饰的卤化钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)FTO玻璃衬底层的清洗，
(2)在洁净的FTO玻璃衬底层进行SnO2电子传输层的旋涂，
(3)在SnO2电子传输层进行C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层的旋涂，
(4)在C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层上旋涂空穴传输层，
(5)在空穴传输层上制备电极层。
2.如权利要求1所述的一种制备基于纳米片层材料修饰的卤化钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，卤化钙钛矿的结构式为ABX3，结构式为ABX3的卤化钙钛矿包括全无机钙钛矿、有机钙钛矿或有机-无机混合型钙钛矿，
结构式ABX3中的A选自Cs、CH3NH3和HC(NH2)2中的至少一种，ABX3中的B选自Pb或Sn，ABX3中的X选自Cl、Br和I中的至少一种。
3.如权利要求1所述的一种制备基于纳米片层材料修饰的卤化钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，第(3)步中，首先制备C3N3修饰的卤化钙钛矿前驱体溶液，制备方法如下：
将PbI2与CH3NH3I以设定的摩尔比溶于含有C3N3的溶液中，含C3N3的溶液中的溶剂包括1-丁内酯，N、N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的一种或一种以上，
选用溶剂为DMF和DMSO的混合液体时，DMF和DMSO体积比为9:1，
含C3N3的溶液的制备方法为：称取不同量的C3N3固体粉末分散在溶剂中，含C3N3的溶液中C3N3的质量浓度为0.025mg/ml～0.100mg/ml。
4.如权利要求3所述的一种制备基于纳米片层材料修饰的卤化钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，将PbI2与CH3NH3I以设定的摩尔比溶于含有C3N3的溶液中，碘化铅与甲基碘化胺的摩尔比为1.3:1.3，PbI2和MAI在含有C3N3的溶液混合搅拌8小时以上。
5.如权利要求4所述的一种制备基于纳米片层材料修饰的卤化钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，采用两步旋涂工艺在SnO2电子传输层进行C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层旋涂，具体为，第一步，将钙钛矿前驱体溶液滴加在涂覆有SnO2电子传输层的FTO玻璃上，第二步，先在相对较低的转速下旋涂，随后在相对较高的转速下旋涂，
在第二步中，在第一步涂覆开始一段时间后，滴加反溶剂在正进行旋涂的钙钛矿前驱体溶液上，直至第二步旋涂结束，
所述反溶剂为氯苯或者乙醚，在第二步涂覆结束后，在设定温度的加热板上执行退火。
6.如权利要求5所述的一种制备基于纳米片层材料修饰的卤化钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，第(1)步中，FTO玻璃衬底层的清洗具体为：
首先，依次采用洗洁精水溶液、去离子水、丙酮、无水乙醇、异丙醇分别对FTO玻璃衬底进行超声清洗，
然后，对清洗结束后的FTO玻璃衬底层进行干燥处理，
最后，将干燥且洁净的FTO玻璃衬底层放入紫外臭氧箱中照射。
7.如权利要求6所述的一种制备基于纳米片层材料修饰的卤化钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，在第(2)步中，在洁净的FTO玻璃衬底层进行SnO2电子传输层的旋涂具体为：
首先，制备SnO2电子传输层的前驱体胶体溶液：将SnCl2·2H2O、尿素溶解在去离子水中，搅拌均匀，直至乳白色溶液变为浅黄色澄清溶液，
SnO2电子传输层的涂覆的层数为2-3层，
在第一层旋涂后，在设定温度的加热板上执行退火，然后进行紫外照射，再进行第二层涂覆，第二层涂覆后在设定温度下执行退火，接着进行紫外臭氧处理，依次方式进行多次涂覆。
8.如权利要求7所述的一种制备基于纳米片层材料修饰的卤化钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，在所述钙钛矿吸光层的表面制备空穴传输层，所述空穴传输层材料选自2,2′，7,7′-四(N，N-二对甲氧基苯基-胺)-9,9′-螺双芴和聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]，
空穴传输层的制备是将含有空穴传输层材料的溶液以设定转速旋涂在C3N3修饰的卤化钙钛矿吸光层上。
9.如权利要求1-8之一所述方法制备获得的纳米片层材料修饰卤化钙钛矿太阳能电池，其特征在于，其依次为FTO玻璃衬底、SnO2电子传输层、C3N3修饰钙钛矿吸光层、空穴传输层以及阳极层，C3N3修饰钙钛矿吸光层薄膜表面致密均匀且无针孔。
10.如权利要求9所述方法制备获得的纳米片层材料修饰卤化钙钛矿太阳能电池，其特征在于，SnO2电子传输层的总厚度为20nm～60nm，钙钛矿吸光层的厚度为400nm～600nm，空穴传输层的厚度为100nm～200nm，阳极层的厚度为40nm～100nm。
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