[发明专利]一种无退火效应的二氧化锡多孔结构钙钛矿光伏电池及其制备方法

说明书

本发明属于光电子材料与器件领域，特别是涉及一种无退火效应的二氧化锡多孔结构钙钛矿光伏电池及其制备方法，包括步骤：用二氧化锡溶胶制备多孔结构钙钛矿光伏电池的致密层和/或多孔层。本发明的无退火效应的二氧化锡多孔结构钙钛矿光伏电池包括衬底、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和电极；所述电子传输层为覆盖于衬底之上的无退火效应的二氧化锡致密层和覆盖于二氧化锡致密层上的二氧化锡多孔层。本发明直接将该量子点二氧化锡胶体进行较长时间的老化，并将老化的纳米结构的二氧化锡胶体制成二氧化锡多孔层，保留了其无退火效应的特性，同时颗粒增大后还提供了多孔层的支架结构。

技术领域

本发明属于光电子材料与器件领域，特别是涉及一种无退火效应的二氧化锡(化学式：SnO₂)多孔结构钙钛矿光伏电池及其制备方法。

背景技术

2009年，日本科学家Miyasaka使用钙钛矿CH₃NH₃PbX₃(X＝Br,I)取代染料敏化太阳能电池里面的液态电解液，首次装配了人类第一个钙钛矿电池(J.Am.Chem.Soc.2009,131,6050)。自此之后，各种不同结构的固态光伏器件得到了研发。目前，钙钛矿电池的常见结构主要有两大类：平面结构和多孔结构。平面结构钙钛矿太阳能电池类似三明治结构，由空穴传输层和电子传输层以及夹在二者之间的钙钛矿层构成。平面结构钙钛矿电池具有容易在低温下制备并在柔性光伏器件领域有潜在的应用的优点。然而，平面钙钛矿电池需要有一个表面光滑且结构致密的电子传输层并且能让钙钛矿层均匀覆盖在其之上，否则，制备的钙钛矿层容易出现或大或小的孔洞，这些孔洞易于导致载流子的复合，从而减低器件的性能。多孔结构的钙钛矿电池采用一种改装式的平面结构，可以看成是在原来平面结构的电子传输层上插入一层多孔氧化物。该多孔氧化物层要么作为惰性支架层，要么活性支架层。用于多孔结构钙钛矿电池的Al₂O₃(Science 2012,338,643)和ZrO₂(Nanoscale,2016,8,6209)多孔层仅仅作为一个支架层，让钙钛矿浸入其中，但不能起到输运电子的作用。活性支架层比如多孔二氧化钛(TiO₂)层不仅仅能够让钙钛矿浸入其中，而且还能像TiO₂致密层一样，能够选择性的从钙钛矿层中抽取电子，进一步提高钙钛矿电池的性能(Nature,2013,499,316)。相关研究表明从钙钛矿材料中抽取载流子时，抽取空穴比抽取电子更容易，因此，要装配高效率的钙钛矿电池，最好采用具有多孔电子传输层的多孔结构钙钛矿电池(Nano Lett.2014,14,1000)。