[发明专利]一种利用低温溶液反应制备SnO2

说明书

本发明涉及利用低温溶液反应制备SnO₂薄膜的方法，首先制备四氯化锡水溶液，然后制备电子传输层SnO₂薄膜。本发明还涉及一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，在FTO导电玻璃基底上利用上述SnO₂薄膜的制备方法制备SnO₂薄膜电子传输层；在SnO₂薄膜电子传输层上用旋涂法形成MAPbI₃钙钛矿光吸收层；再在MAPbI₃钙钛矿光吸收层上采用旋涂法制得空穴传输层；在空穴传输层上用真空蒸镀法蒸镀金属电极，形成钙钛矿薄膜电池。该方法简单，易于操作，并且薄膜的均匀性较好，重复性高，在半导体等光电领域的发展具有科学意义。

技术领域

本发明属于光电材料技术领域，具体涉及一种利用低温溶液反应制备SnO₂薄膜的方法及用其制备钙钛矿太阳能电池的方法。

背景技术

随着时代发展，人类社会所面临的能源危机愈加严重，寻找和开发新的能源逐渐成为各国研究学者的方向之一，而太阳能一直都是一切能源的基础，如何高效地开发利用太阳能资源，把太阳能直接收集并储存起来为人类所用，科学家已经孜孜不倦探索了几十年。近年来，有机无机杂化钙钛矿太阳能电池（PSCs）得到了迅猛发展，它具有较强的吸光性能，最新报告说明其最高光电转换效率已突破22%，仍然有继续提高的希望。该类型太阳能电池使用TiO₂作为电子传输层，目前该材料虽然拥有较高的光电转换效率，但大多是需要界面修饰，还有表现出明显的磁滞现象，也有用SnO₂作为电子传输层的，但是需要较高温度处理，需要复杂的制备工艺。从长远来看，钙钛矿太阳能电池还需要进一步提高光电性能并能够简化工艺，便于将来的规模生产。所以如何解决电子传输层的制备问题成为业界一重要的研究方向。目前，已有的报道中，可以用SnCl₂·2H₂O来制备SnO₂薄膜，但电池性能表现出较低的填充因子，且制备过程也需要一个较高的温度。

因此，有必要开发一种新的技术方案，优化薄膜的制备工艺，改善薄膜的光电性能，同时降低成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服用SnCl₂·2H₂O来制备SnO₂薄膜的光电性能不够优良的问题，提供一种利用低温溶液反应制备SnO₂薄膜的方法及其制备钙钛矿太阳能电池的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种利用低温溶液反应制备SnO₂薄膜的方法，包括步骤：

(1)四氯化锡水溶液的制备：

将去离子水倒入容器内，用保鲜膜封闭容器口，然后将装有去离子水的容器放置于冰箱内，使去离子水完全冻结，形成冻结冰；

将装有所述冻结冰的容器置于水浴锅内，将四氯化锡溶液滴入容器中，此时除所述四氯化锡溶液的滴入口外，所述容器口有保鲜膜掩盖；

另取去离子水并倒入所述容器中，搅拌直至冰水完全溶解，制得四氯化锡水溶液。

(2)电子传输层SnO₂薄膜的制备：

将清洗干净的FTO导电玻璃基底的电极端用高温胶带覆盖，然后置于等氧离子清洗机内处理；

将FTO导电玻璃基底放入溶液瓶内，并且将覆盖有FTO层的一面向下；

将所述四氯化锡水溶液倒入所述溶液瓶内，直至所述四氯化锡水溶液的液面将所述FTO层完全覆盖；

拧紧所述溶液瓶的瓶盖，将所述溶液瓶放入烘箱内加热；结束后，待其降至室温，取出FTO导电玻璃基底，用无水乙醇冲洗所述FTO导电玻璃基底的表面，用氮气吹干玻璃，放入烘箱内加热；