[0005] 本发明的目的在于提供一种石墨烯太阳能电池，以解决上述背景技术中提出的传统叠层太阳能电池连接层，光透过率差，界面稳定性差，电学性能差的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] 作为本发明的一个方面，提供了一种石墨烯太阳能电池，自下而上包括：衬底、透明阳极、第一子电池、石墨烯连接层、第二子电池、反射电极，其特征在于：所述石墨烯连接层为三层薄膜结构，包括TiO2第一连接层、石墨烯第二连接层和MoO3第三连接层，所述的TiO2第一连接层、石墨烯第二连接层和MoO3第三连接层形成的三明治结构，所述的TiO2第一连接层的厚度为10-20 nm，石墨烯第二连接层厚度20-30 nm，MoO3第三连接层的厚度为5-10 nm。
[0008] 优选的，所述的衬底包括但不限于玻璃、石英等硬质透明衬底以及PET、PEN、PI、PC及PDMS等聚合物柔性衬底，所述衬底在可见光波段的平均透光率高于90％。
[0009] 优选的，所述透明阳极为ITO，所述ITO透明阳极厚度100-200 nm，方块电阻小于20Ω，在可见光波段的平均透光率高于90％。
[0010] 优选的，所述第一子电池包括第一界面层、第一光敏层和第二界面层组成，所述第二子电池包括第三界面层、第二光敏层和第四界面层组成，所述的第一界面层和第三界面层为P型材料，所述第二界面层和第四界面层为N型材料，所述第一光敏层和第二光敏层材料包括但不限于有机材料、有机无机杂化钙钛矿材料。
[0011] 作为本发明的另一个方面，提供了一种石墨烯太阳能电池的制备方法，其特征在于：器件的制备包括如下步骤，
[0012] S1、清洗衬底：将在衬底依次置于去离子水、丙酮、异丙醇和去离子水中超声清洗 10 min，清洗完成后在120℃的鼓风干燥箱中烘干；
[0013] S2、制备ITO透明阳极：在衬底上通过磁控溅射的方法生长一层100-200 nm的ITO作为透明阳极；
[0014] S3、基底清洗：将在生长有ITO的依次置于去、丙酮、去离子水和异丙醇中超声清洗15 min，清洗完成后使用高纯氮气吹干，吹干后在254 nm的紫外灯下照射处理20分钟待用；
[0015] S4、制备第一子电池：ITO透明阳极上制作第一子电池，根据选择材料的不同分别选择真空热沉积法，溶液旋涂法，喷墨打印法，丝网印刷法等工艺完成第一子电池的制作，第一子电池的制作按照第一界面层、第一光敏层和第二界面层的顺序依次进行；
[0016] S5、制备石墨烯连接层：在上述第一子电池的第二界面层上按照TiO2第一连接层、石墨烯第二连接层和MoO3第三连接层的顺序依次完成石墨烯连接层的制备；
[0017] S6、制备第二子电池：在上述石墨烯连接层的MoO3第三连接层上制作第二子电池，根据选择材料的不同分别选择真空热沉积法，溶液旋涂法，喷墨打印法，丝网印刷法等工艺完成第二子电池的制作，第二子电池的制作按照第三界面层、第二光敏层和第四界面层的顺序依次进行；
[0018] S7、制备反射电极：在第二子电池上通过热蒸发的方法沉积一层80-200 nm的Al、Ag或者Au作为反射电极，获得石墨烯太阳能电池。
[0019] 进一步的，所述TiO2第一连接层的制备包括步骤：以钛酸四丁酯为原料，通过水解得到TiO2纳米晶溶胶；将所得溶胶加热到70-90℃反应60 min-12min后升温至140-160℃反应20 min-3min，然后降温至70-90℃反应60 min-12min，接着再升温至140-160℃反应20 min-30 min；重复上述操作2-5次，得到高分散性TiO2纳米晶溶胶；将上述所得高分散性TiO2纳米晶溶胶用稀释剂稀释，得到稀释后的高分散性TiO2纳米晶溶胶；所述稀释剂选自甲醇、乙醇、丙醇、二甲亚砜中的一种；稀释剂的用量为溶胶体积的9-99倍；以所得稀释后的高分散性TiO2纳米晶溶胶为膜料，通过旋转涂覆成膜工艺，使膜料在第一子电池上成膜，成膜后在20-40℃进行非退火干燥，完成TiO2第一连接层的制备。
[0020] 进一步的，所述石墨烯第二连接层薄膜通过化学气相沉积方法在铜箔表面制备，并通过转移至TiO2第一连接层上，其厚度为20-30 nm。
[0021] 进一步的，所述MoO3第三连接层的制备通过真空热沉积的方法制备，沉积本底真空度小于10-4Pa，沉积过程中，MoO3的沉积速率控制在0.02-0.05 nm/s，沉积厚度5-10 nm。
[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明采用石墨烯作为太阳能电池的连接层，石墨烯具备极佳可见光透过性和导电性，有利于更多的光子进入第二子电池，也有利于电子的收集，并最终有利于提高叠层太阳能电池的效率。石墨烯具备极强的稳定性，抗腐蚀性强，与溶液工艺兼容，不但有利于后续太阳能电池的各种溶液工艺的进行，更有利于提高电池的寿命。(2)石墨烯连接层的TiO2第一连接层的制备避免了高温烧结工艺，降低了连接层的制备对第一子电池的影响，且所得的TiO2第一连接层电子传输性能优异，有利于第一子电池中的光生电子更好的被连接层收集，从而提高电池的能量转换效率。(3)石墨烯连接层的MoO3第三连接层采用真空热蒸镀的MoO3,制备方法简单，此法形成的MoO3功函数高，可以提高器件的内建电场，促进空穴的收集。(4)本发明的TiO2/石墨烯/MoO3组成的复合连接层，界面特性良好，界面稳定，作为叠层太阳能电池的连接层，有利于提高电池的能量转换效率和电池的寿命。
