[发明专利]基于有序SnO2

权利要求书

1.一种基于有序SnO₂纳米棒阵列的无机钙钛矿太阳能电池，其特征在于：包括导电基底、沉积于导电基底表面的SnO₂晶种层、生长在SnO₂晶种层表面的SnO₂纳米棒阵列、沉积于SnO₂纳米棒的间隙中和SnO₂纳米棒表面的无机钙钛矿层、沉积于无机钙钛矿层表面的空穴传输层、以及沉积于空穴传输层表面的Au电极层；通过SnO₂晶种层的形貌控制SnO₂纳米棒阵列的密度和纳米棒的间隙，SnO₂纳米棒阵列的厚度为100-300nm、纳米棒直径为10-60nm、纳米棒之间的间隙为10-100 nm。

2.根据权利要求1所述的基于有序SnO₂纳米棒阵列的无机钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述SnO₂晶种层的厚度为10-20nm，无机钙钛矿层的厚度为300-500nm，空穴传输层的厚度为80-250nm，Au电极层的厚度为40-150nm。

3.根据权利要求1所述的基于有序SnO₂纳米棒阵列的无机钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述导电基底为FTO导电玻璃或ITO导电玻璃。

4.根据权利要求1所述的基于有序SnO₂纳米棒阵列的无机钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述无机钙钛矿层的材料为CsPbBr₃或CsPbCl₃。

5.根据权利要求1所述的基于有序SnO₂纳米棒阵列的无机钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述空穴传输层的材料为Spiro-OMeDTAD、PTAA、CuI中的任意一种。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的基于有序SnO₂纳米棒阵列的无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在氮气氛围下配制0.01-0.1mol/L SnCl₂·2H₂O的异丙醇溶液，提纯得到淡黄色的晶种溶液，将晶种溶液涂覆于导电基底表面，最后将涂覆得到的薄膜置于150-500 ℃下烧结30-90分钟，在导电基底表面生长得到SnO₂晶种层；

步骤二、配制含0.002-0.008 mol/L SnCl₄·5H₂O和0.01-0.1 mol/L NaCl的水热反应前驱体溶液；将步骤一中在导电基底表面生长得到的SnO₂晶种层放入水热反应前驱体溶液中，在150-200 ℃加热反应6-24小时，反应结束后清洗、干燥后于150-500 ℃退火30-120分钟，在SnO₂晶种层表面得到SnO₂纳米棒阵列；

步骤三、将步骤二中水热生长的SnO₂纳米棒阵列以卤化铯和卤化铅为蒸发源材料，在真空度5×10⁷ Torr以下进行蒸镀，蒸镀完成后，在200-350 ℃下退火10-30分钟，在SnO₂纳米棒阵列的间隙中和SnO₂纳米棒表面得到无机钙钛矿层；

步骤四、在无机钙钛矿层表面涂覆空穴传输层；

步骤五、在空穴传输层表面蒸镀Au电极层。

7.根据权利要求6所述的基于有序SnO₂纳米棒阵列的无机钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，采用旋涂的方式将晶种溶液涂覆于导电基底表面，先在1000 rpm的转速旋涂10秒，再在3000-5000 rpm的转速旋涂20-60秒。