一种金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

1.本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。


背景技术：

2.太阳能电池器件将太阳能转换为电能，有效的解决目前日益严峻的能源问题，同时其环境友好的特点受到了广泛的关注。硅太阳能电池是目前大规模商业化的光电转换器件之一。
3.近年来，钙钛矿太阳能电池由于相比硅太阳能电池具有更加优异的光伏特性、简便的制备工艺、低廉的制备成本从而逐渐吸引了越来越多的关注。典型钙钛矿太阳能电池结构从下到上包括透明导电衬底、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和顶部电极。其最高的能量转换效率已达25.7％，理论效率可达30％以上。
4.目前，性能优越的钙钛矿太阳能电池主要基于二氧化锡(sno2)或者二氧化钛(tio2)电子传输层。金纳米粒子已经被证明可以提高tio2电子传输层的导电率以及相应的钙钛矿层的吸光率。然而在sno2中掺杂金纳米粒子还没有被证明是否有效。此外，为了提升sno2的电荷传输性能，往往会掺杂一些提升导电性的材料，如碳材料，无机材料等。然而掺杂剂一般会降低电子传输层的透光率，减小上层钙钛矿的光吸收。因此，亟需一种既能提高sno2电子传输层的导电性，又能增强钙钛矿吸光率的掺杂剂。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，所要解决的技术问题是：为了进一步增加的sno2导电性，促进电荷传输，往往需要掺杂一些导电材料，然而这些导电材料的加入往往会降低sno2的透过率，使得到达上层钙钛矿的光减少，不利于光伏性能的提升。
6.为了解决sno2导电性和透光率之间的矛盾，同时优化光伏器件性能的目的，本发明的实施例提供了一种金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，该方法将适量的金纳米粒子掺杂到sno2电子传输层，一方面可以极大提升sno2的导电率，增强电荷传输能力，减小电荷复合，进而提高器件的填充因子(ff)；另一方面可以减小sno2层的光反射，以达到增透的效果，从而提升上层钙钛矿的光吸收，增大器件的光电流密度(j
sc
)。这种简单的掺杂方式可以应用在多种体系的钙钛矿太阳能电池中，为制备高效的光伏器件提供了一种通用的方法。
7.本发明的实施例提供了一种金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池，从下到上包括基底、电子传输层、钙钛矿薄膜层、空穴传输层、电极；所述电子传输层为以掺杂金纳米粒子的二氧化锡薄膜。
8.优选地，所述基底包括柔性和刚性导电基底。
9.优选地，所述基底为pen/ito、pet/ito、glass/ito、glass/fto中任一种。
10.优选地，所述电子传输层的厚度为20～40nm。
11.优选地，所述金纳米粒子的尺寸为3～20nm。更优选地，金纳米粒子的尺寸为5nm。
12.优选地，所述钙钛矿薄膜层的厚度为400～900nm；其中，钙钛矿的体系包含ch3nh3pbi3、ch3nh3pbcl3、ch3nh3pbbr3、ch3nh3pb(i
x
br
1-x
)3、[ch(nh2)2]y(ch3nh3)
1-y
pb(i
x
br
1-x
)3、[ch(nh2)2]y(ch3nh3)
1-y-z
cszpb(i
x
br
1-x
)3，其中x、y、z∈(0，1)。
[0013]
优选地，所述空穴传输层为ptaa、pedot：pss、spiro-ometad中的任一种，厚度为20～200nm。
[0014]
优选地，所述电极为ag、cu、au或碳电极，厚度为60～300nm。
[0015]
基于一个发明总的构思，本发明实施例还提供了上述的金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
[0016]
(1)将基底经洗涤剂/去离子水，乙醇洗涤、吹干并进行紫外-臭氧处理，得到干净的基底；
[0017]
(2)将金纳米粒子溶液和sno2溶液均匀混合，得到掺杂金纳米粒子的sno2溶液，再在基底上采用旋涂的方式沉积上述掺杂金纳米粒子的sno2溶液，经退火后形成均匀的电子传输层；
[0018]
(3)配置钙钛矿前驱体溶液，再在上述电子传输层上采用旋涂的方式沉积钙钛矿前驱体溶液，经退火后得到钙钛矿薄膜层；
[0019]
(4)配置空穴传输层溶液，再在上述钙钛矿薄膜层上采用旋涂的方式沉积空穴传输层溶液，形成空穴传输层；
[0020]
(5)在空穴传输层上采用蒸镀或者印刷的方法加工电极，获得金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池。
[0021]
优选地，步骤(2)中金纳米粒子溶液的浓度为0.05～5wt.％，sno2溶液的浓度为2～10％；旋涂转速2000～6000rpm，旋涂时间为10～60s；退火温度为70～170℃，退火时间为10～60分钟。
[0022]
本发明的上述方案有如下的有益效果：
[0023]
(1)本发明提供了一种金纳米粒子掺杂sno2电子传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，该方法通过采用金纳米粒子作为sno2电子传输层的添加剂，来制备出sno
2-au电子传输层；该电子传输层的导电性得到极大的增强，因此减小了电荷复合，促进了电荷传输；同时，掺杂的金纳米粒子还可以增加的sno2透光率，进而增强了上层钙钛矿的光吸收，使得钙钛矿器件的效率得到了明显的提升。
[0024]
(2)本发明制备方法简单，克服了电荷传输层掺杂导电性和透光率之间的矛盾，为提高钙钛矿光伏器件的能量转换效率提供了一种通用的方法。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]
图1是本发明的实施例的金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
[0027]
图2是本发明的实施例1和对比例1制备的钙钛矿太阳能电池的电流密度与电压的关系曲线；
[0028]
图3是本发明的实施例1和对比例1制备的sno2电子传输层的导电性对比图；
[0029]
图4是本发明的实施例1和对比例1制备的sno2电子传输层的透光率图以及相应的钙钛矿吸收曲线图。
[0030]
【附图标记说明】
[0031]
1-基底；2-电子传输层；3-钙钛矿薄膜层；4-空穴传输层；5-电极。
具体实施方式
[0032]
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0033]
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
[0034]
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0035]
本发明针对现有的问题，提供了一种金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，其金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池的结构示意图，如图1所示。以下通过实施例具体说明，该钙钛矿太阳能电池以玻璃或者柔性导电基片作为基底。
[0036]
实施例1
[0037]
一种金纳米粒子掺杂sno2电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：首先将pen/ito基底进行标准化清洗。
[0038]
(1)将0.3ml的0.1mg/ml的金纳米粒子/水溶液(金纳米粒子尺寸：5nm)与0.25ml的sno2(15％)溶液混合，再加0.45ml的去离子水，得到掺杂金纳米粒子的sno2溶液。将上述溶液以3000rpm的转速旋转30s，之后150℃退火30min，得到金纳米粒子掺杂的电子传输层。厚度为20-40nm。
[0039]
(2)以两步旋涂方法制备钙钛矿层。首先将碘化铅溶于二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺体积比为1:9的混合溶液里，搅拌2-8小时，获得1.5mol/l的碘化铅溶液。然后将碘化铅溶液以1500rpm的速度旋涂到sno2上，并在70℃下退火1分钟；冷却后，将fai:mai:macl溶液(90mg：6.39mg：9mg，在1ml异丙醇中；fai＝甲脒氢碘酸盐,mai＝甲基碘化胺,macl＝甲基氯化胺)在2000rpm的速度下旋涂30s，然后在环境条件下150℃下退火20min(相对湿度≈40％)。得到钙钛矿吸光层。厚度为600-800nm。
[0040]
(3)将spiro-ometad氯苯溶液(90mg/ml,2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴)(其中，在spiro-ometad氯苯溶液中添加10μl4-叔丁基吡啶和45μl双三氟甲烷磺酰亚胺锂/乙腈(170mg/ml))以4000rpm的速度旋转30s，沉积在钙钛矿层上，形成空穴传输层。其厚度为130-150nm。
[0041]
(4)在spiro-ometad空穴传输层上采用蒸镀的方法加工ag电极，其厚度为100nm，得到金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池。
[0042]
对比例1
[0043]
一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
[0044]
(1)首先将pen/ito基底进行标准化清洗。
[0045]
(2)将0.75ml的去离子水与0.25ml的sno2(15％)溶液混合，得到稀释的sno2溶液。将上述溶液以3000rpm的转速旋转30s，之后150℃退火30min，得到电子传输层。厚度为20-40nm。
[0046]
(3)以两步旋涂方法制备钙钛矿层。首先将碘化铅溶于二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺体积比为1:9的混合溶液里，搅拌2-8小时，获得1.5mol/l的碘化铅溶液。然后将碘化铅溶液以1500rpm的速度旋涂到sno2上，并在70℃下退火1分钟；冷却后，将fai:mai:macl溶液(90mg：6.39mg：9mg，在1ml异丙醇中；fai＝甲脒氢碘酸盐,mai＝甲基碘化胺,macl＝甲基氯化胺)在2000rpm的速度下旋涂30s，然后在环境条件下150℃下退火20min(相对湿度≈40％)。得到钙钛矿吸光层。厚度为600-800nm。
[0047]
(4)将spiro-ometad氯苯溶液(90mg/ml,2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴)(其中，在spiro-ometad氯苯溶液中添加10μl4-叔丁基吡啶和45μl双三氟甲烷磺酰亚胺锂/乙腈(170mg/ml))以4000rpm的速度旋转30s，沉积在钙钛矿层上，形成空穴传输层。其厚度为130-150nm。
[0048]
(5)在spiro-ometad空穴传输层上采用蒸镀的方法加工ag电极，其厚度为100nm，得到钙钛矿太阳能电池。
[0049]
实施例1和对比例1制备的钙钛矿太阳能电池的电流密度与电压的关系曲线，如图2所示；实施例1和对比例1制备的sno2电子传输层的导电性对比图，如图3所示；实施例1和对比例1制备的sno2电子传输层的透光率图以及相应的钙钛矿吸收曲线图，如图4所示。
[0050]
以上实施例1和对比例1制得的钙钛矿太阳能电池的性能如表1所示。
[0051]
表1实施例1和对比例1制得的钙钛矿太阳能电池的性能
[0052][0053]
通过对比实施例1与对比例1可以看出，掺杂金纳米粒子的sno2器件的j
sc
和ff得到了极大的提升，说明掺杂金纳米粒子极大的提高了sno2的导电性，因此有利于电荷传输，提升了ff。此外还增加了的sno2透光率，因此使得钙钛矿层能够吸收更多的光，从而增大了光电流j
sc
。
[0054]
实施例2
[0055]
一种金纳米粒子掺杂sno2电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：首先将玻璃/ito基底进行标准化清洗。
[0056]
(1)将0.3ml的0.1mg/ml的金纳米粒子/水溶液(金纳米粒子尺寸：5nm)与0.25ml的
sno2(15％)溶液混合，再加0.45ml的去离子水，得到掺杂金纳米粒子的sno2溶液。将上述溶液以3000rpm的转速旋转30s，之后150℃退火30min，得到金纳米粒子掺杂的电子传输层。厚度为20-40nm。
[0057]
(2)以两步旋涂方法制备钙钛矿层。首先将碘化铅溶于二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺体积比为1:9的混合溶液里，搅拌2-8小时，获得1.5mol/l的碘化铅溶液。然后将碘化铅溶液以1500rpm的速度旋涂到sno2上，并在70℃下退火1分钟；冷却后，将fai:mai:macl溶液(90mg：6.39mg：9mg，在1ml异丙醇中；fai＝甲脒氢碘酸盐,mai＝甲基碘化胺,macl＝甲基氯化胺)在2000rpm的速度下旋涂30s，然后在环境条件下150℃下退火20min(相对湿度≈40％)。得到钙钛矿吸光层。厚度为600-800nm。
[0058]
(3)将spiro-ometad氯苯溶液(90mg/ml,2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴)(其中，在spiro-ometad氯苯溶液中添加10μl4-叔丁基吡啶和45μl双三氟甲烷磺酰亚胺锂/乙腈(170mg/ml))以4000rpm的速度旋转30s，沉积在钙钛矿层上，形成空穴传输层。其厚度为130-150nm。
[0059]
(4)在spiro-ometad空穴传输层上采用蒸镀的方法加工ag电极，其厚度为100nm，得到金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池。
[0060]
对比例2
[0061]
一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
[0062]
首先将玻璃/ito基底进行标准化清洗。
[0063]
(1)将0.25ml的sno2(15％)溶液与0.75ml的去离子水混合，得到稀释的sno2溶液。将上述溶液以3000rpm的转速旋转30s，之后150℃退火30min，得到电子传输层。厚度为20-40nm。
[0064]
(2)以两步旋涂方法制备钙钛矿层。首先将碘化铅溶于二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺体积比为1:9的混合溶液里，搅拌2-8小时，获得1.5mol/l的碘化铅溶液。然后将碘化铅溶液以1500rpm的速度旋涂到sno2上，并在70℃下退火1分钟；冷却后，将fai:mai:macl溶液(90mg：6.39mg：9mg，在1ml异丙醇中；fai＝甲脒氢碘酸盐,mai＝甲基碘化胺,macl＝甲基氯化胺)在2000rpm的速度下旋涂30s，然后在环境条件下150℃下退火20min(相对湿度≈40％)。得到钙钛矿吸光层。厚度为600-800nm。
[0065]
(3)将spiro-ometad氯苯溶液(90mg/ml,2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴)(其中，在spiro-ometad氯苯溶液中添加10μl4-叔丁基吡啶和45μl双三氟甲烷磺酰亚胺锂/乙腈(170mg/ml))以4000rpm的速度旋转30s，沉积在钙钛矿层上，形成空穴传输层。其厚度为130-150nm。
[0066]
(4)在spiro-ometad空穴传输层上采用蒸镀的方法加工ag电极，其厚度为100nm，得到钙钛矿太阳能电池。
[0067]
以上实施例2以及对比例2制得的钙钛矿太阳能电池的性能如表2所示。
[0068]
通过对比实施例2与对比例2可以看出，在以玻璃/ito为基底的体系中，掺杂金纳米粒子sno2器件的j
sc
和ff也得到了极大的提升，说明金纳米粒子掺杂sno2也可以提高此体系中的导电率和光吸收。这说明金纳米粒子掺杂sno2电子传输层是一种通用的策略和方法，在钙钛矿太阳能电池领域中，具有巨大的应用潜力。
[0069]
表2实施例2和对比例2制得的钙钛矿太阳能电池的性能
[0070][0071]
实施例3
[0072]
一种金纳米粒子掺杂sno2电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：首先将玻璃/ito基底进行标准化清洗。
[0073]
(1)在2％的sno2溶液中掺入0.05wt.％的金纳米粒子。将上述溶液以2000rpm的转速旋转10s，之后70℃退火10min，得到金纳米粒子掺杂的电子传输层。厚度为20-40nm。
[0074]
(2)以两步旋涂方法制备钙钛矿层。首先将碘化铅溶于二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺体积比为1:9的混合溶液里，搅拌2-8小时，获得1.5mol/l的碘化铅溶液。然后将碘化铅溶液以1500rpm的速度旋涂到sno2上，并在70℃下退火1分钟；冷却后，将fai:mai:macl溶液(90mg：6.39mg：9mg，在1ml异丙醇中；fai＝甲脒氢碘酸盐,mai＝甲基碘化胺,macl＝甲基氯化胺)在2000rpm的速度下旋涂30s，然后在环境条件下150℃下退火20min(相对湿度≈40％)。得到钙钛矿吸光层。厚度为600-800nm。
[0075]
(3)将spiro-ometad氯苯溶液(90mg/ml,2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴)(其中，在spiro-ometad氯苯溶液中添加10μl4-叔丁基吡啶和45μl双三氟甲烷磺酰亚胺锂/乙腈(170mg/ml))以4000rpm的速度旋转30s，沉积在钙钛矿层上，形成空穴传输层。其厚度为130-150nm。
[0076]
(4)在spiro-ometad空穴传输层上采用蒸镀的方法加工ag电极，其厚度为100nm，得到金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池。该太阳能电池器件的性能参数如表3所示。
[0077]
表3实施例3制得的钙钛矿太阳能电池的性能
[0078][0079]
实施例4
[0080]
一种金纳米粒子掺杂sno2电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：首先将玻璃/ito基底进行标准化清洗。
[0081]
(1)在5％的sno2溶液中掺入2.5wt.％的金纳米粒子。将上述溶液以4000rpm的转速旋转30s，之后120℃退火30min，得到金纳米粒子掺杂的电子传输层。厚度为20-40nm。
[0082]
(2)以两步旋涂方法制备钙钛矿层。首先将碘化铅溶于二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺体积比为1:9的混合溶液里，搅拌2-8小时，获得1.5mol/l的碘化铅溶液。然后将碘化铅溶液以1500rpm的速度旋涂到sno2上，并在70℃下退火1分钟；冷却后，将fai:mai:macl溶液(90mg：6.39mg：9mg，在1ml异丙醇中；fai＝甲脒氢碘酸盐,mai＝甲基碘化胺,macl＝甲基
氯化胺)在2000rpm的速度下旋涂30s，然后在环境条件下150℃下退火20min(相对湿度≈40％)。得到钙钛矿吸光层。厚度为600-800nm。
[0083]
(3)将spiro-ometad氯苯溶液(90mg/ml,2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴)(其中，在spiro-ometad氯苯溶液中添加10μl4-叔丁基吡啶和45μl双三氟甲烷磺酰亚胺锂/乙腈(170mg/ml))以4000rpm的速度旋转30s，沉积在钙钛矿层上，形成空穴传输层。其厚度为130-150nm。
[0084]
(4)在spiro-ometad空穴传输层上采用蒸镀的方法加工ag电极，其厚度为100nm，得到金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池。该太阳能电池器件的性能参数如表3所示。
[0085]
表4实施例4制得的钙钛矿太阳能电池的性能
[0086][0087]
实施例5
[0088]
一种金纳米粒子掺杂sno2电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：首先将玻璃/ito基底进行标准化清洗。
[0089]
(1)在10％的sno2溶液中掺入5wt.％的金纳米粒子。将上述溶液以6000rpm的转速旋转60s，之后170℃退火60min，得到金纳米粒子掺杂的电子传输层。厚度为20-40nm。
[0090]
(2)以两步旋涂方法制备钙钛矿层。首先将碘化铅溶于二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺体积比为1:9的混合溶液里，搅拌2-8小时，获得1.5mol/l的碘化铅溶液。然后将碘化铅溶液以1500rpm的速度旋涂到sno2上，并在70℃下退火1分钟；冷却后，将fai:mai:macl溶液(90mg：6.39mg：9mg，在1ml异丙醇中；fai＝甲脒氢碘酸盐,mai＝甲基碘化胺,macl＝甲基氯化胺)在2000rpm的速度下旋涂30s，然后在环境条件下150℃下退火20min(相对湿度≈40％)。得到钙钛矿吸光层。厚度为600-800nm。
[0091]
(3)将spiro-ometad氯苯溶液(90mg/ml,2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴)(其中，在spiro-ometad氯苯溶液中添加10μl4-叔丁基吡啶和45μl双三氟甲烷磺酰亚胺锂/乙腈(170mg/ml))以4000rpm的速度旋转30s，沉积在钙钛矿层上，形成空穴传输层。其厚度为130-150nm。
[0092]
(4)在spiro-ometad空穴传输层上采用蒸镀的方法加工ag电极，其厚度为100nm，得到金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池。该太阳能电池器件的性能参数如表3所示。
[0093]
表5实施例5制得的钙钛矿太阳能电池的性能
[0094][0095]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员
来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，从下到上包括基底、电子传输层、钙钛矿薄膜层、空穴传输层、电极；所述电子传输层为以掺杂金纳米粒子的二氧化锡薄膜。2.根据权利要求1所述的金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述金纳米粒子的尺寸为3～20nm。3.根据权利要求2所述的金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述金纳米粒子的尺寸为5nm。4.根据权利要求3所述的金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述基底为pen/ito、pet/ito、glass/ito、glass/fto中任一种。5.根据权利要求4所述的金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层的厚度为20～40nm。6.根据权利要求5所述的金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿薄膜层的厚度为400～900nm；其中，钙钛矿的体系包含ch3nh3pbi3、ch3nh3pbcl3、ch3nh3pbbr3、ch3nh3pb(i
x
br
1-x
)3、[ch(nh2)2]
y
(ch3nh3)
1-y
pb(i
x
br
1-x
)3、[ch(nh2)2]
y
(ch3nh3)
1-y-z
cs
z
pb(i
x
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1-x
)3，其中x、y、z∈(0，1)。7.根据权利要求6所述的金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层为ptaa、pedot：pss、spiro-ometad中的任一种，厚度为20～200nm。8.根据权利要求7所述的金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电极为ag、cu、au或碳电极，厚度为60～300nm。9.如权利要求1～8任一项所述的金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的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)将基底经洗涤剂/去离子水，乙醇洗涤、吹干并进行紫外-臭氧处理，得到干净的基底；(2)将金纳米粒子溶液和sno2溶液均匀混合，得到掺杂金纳米粒子的sno2溶液，再在基底上采用旋涂的方式沉积上述掺杂金纳米粒子的sno2溶液，经退火后形成均匀的电子传输层；(3)配置钙钛矿前驱体溶液，再在上述电子传输层上采用旋涂的方式沉积钙钛矿前驱体溶液，经退火后得到钙钛矿薄膜层；(4)配置空穴传输层溶液，再在上述钙钛矿薄膜层上采用旋涂的方式沉积空穴传输层溶液，形成空穴传输层；(5)在空穴传输层上采用蒸镀或者印刷的方法加工电极，获得金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中金纳米粒子溶液的浓度为0.05～5wt.％，sno2溶液的浓度为2～10％；旋涂转速2000～6000rpm，旋涂时间为10～60s；退火温度为70～170℃，退火时间为10～60分钟。

技术总结
本发明提供了一种金纳米粒子掺杂二氧化锡电子传输层的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，涉及太阳能电池领域。该方法通过采用金纳米粒子作为SnO2电子传输层的添加剂，来制备出SnO


技术研发人员：阳军亮 龙操玉 李恒月
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/8/14