[发明专利]基于苯硼酸衍生物修饰的SnO2

说明书

本发明涉及到一种基于苯硼酸衍生物修饰的SnOsubgt;2/subgt;钙钛矿太阳能电池的制备方法，属于绿色可持续能源领域。本发明采用小分子苯硼酸衍生物(简称为BBX)旋涂自组装成膜修饰SnOsubgt;2/subgt;电子传输层的钙钛矿太阳能电池及制备方法。本发明的BBX修饰SnOsubgt;2/subgt;电子传输层的钙钛矿太阳能电池，采用可自组装小分子BBX，通过溶液旋涂的方法修饰SnOsubgt;2/subgt;电子传输层；首先硼酸基团可以很容易地与SnOsubgt;2/subgt;表面化学结合，有效钝化SnOsubgt;2/subgt;的氧空位缺陷。其次，杂原子的拉电子效应在苯环π‑共轭结构的两端形成偶极，降低SnOsubgt;2/subgt;功函，使能级与钙钛矿更为匹配，促进钙钛矿与电子传输层的电荷传输。BBX的修饰还可进一步改善钙钛矿活性层的形貌，最终提升器件性能。

技术领域

本发明涉及到一种基于苯硼酸衍生物修饰的SnO₂钙钛矿太阳能电池的制备方法，属于绿色可持续能源领域。

背景技术

近年来，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池光电转换效率已经超过25％；与商业化的硅基太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池在制备工艺和成本控制方面都显示出非常大的优势，引起了科学界和商业圈的广泛关注。作为太阳能电池的重要组成部分，电子传输层材料不仅会影响电池的光电转换效率，还会影响到电池的稳定性。研究表明，金属氧化物薄膜是一类非常有潜力的电子传输层材料，例如TiO₂、ZnO就是最常用的电子传输层材料。然而，TiO₂常常需要较高的退火温度(＞500℃)和复杂的制备工艺，使其难以得到大规模商业化应用；ZnO电子传输率较低，且在紫外光的照射下发生光催化反应，导致钙钛矿薄膜的分解。相比之下，SnO₂具备可见区域透光性好，电子迁移率高，光稳定性好以及可低温/室温溶液制备等优点。这使其成为非常有潜力的替代TiO₂和ZnO的电子传输层材料。但SnO₂表面存在许多氧空位缺陷，而且其导带能级较高，与大部分钙钛矿能级匹配性差。其结果是，基于SnO₂电子传输层的钙钛矿太阳能电池存在较为严重的界面电荷复合现象，而且相应器件的迟滞现象不易消除。针对以上这些问题，本发明提出了一种利用苯硼酸衍生物对SnO₂进行表面修饰的方法，以提高钙钛矿太阳能电池光电转换效率和稳定性的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在较为严重的界面电荷复合现象，而且相应器件的迟滞现象不易消除的问题，提供一种基于苯硼酸衍生物修饰的SnO₂钙钛矿太阳能电池的制备方法；本发明以调控SnO₂的功函数，钝化表面缺陷，使其更适合作为钙钛矿太阳能电池的电子传输层材料。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

基于苯硼酸衍生物修饰的SnO₂钙钛矿太阳能电池，

苯硼酸衍生物的化学结构通式如下所示，

X＝F，Br，Cl，I

X＝甲氧基，乙氧基，胺基

其中X取代基为卤素或含有氮/氧杂原子取代基，简称为BBX。

苯硼酸衍生物修饰的SnO₂