[发明专利]一种电子传输层、近红外预热处理基底制备电子传输层的方法、钙钛矿光电器件及其制备方法

说明书

本发明涉及钙钛矿光电器件技术领域，特别涉及一种电子传输层、近红外预热处理基底制备电子传输层的方法、钙钛矿光电器件及其制备方法。该近红外预热处理基底制备电子传输层的方法包括以下制备步骤：先将基底预热，而后将电子传输层前驱液涂覆于预热完成的基底上形成涂层，对涂层进行加热退火处理，制得电子传输层；通过将电子传输材料于溶剂中均匀分散制得电子传输层前驱液，电子传输材料为n型半导体氧化物。本发明采用基底预热的方法，改善基底对电子传输层前驱体的浸润性，制得的电子传输层致密无孔洞，厚度均匀且可控，能够有效减少电子传输层制备过程中的缺陷和孔洞，改善电子传输层和钙钛矿吸光层的界面缺陷，提高器件的光电性能。

技术领域

本发明涉及钙钛矿光电器件技术领域，特别涉及一种电子传输层、近红外预热处理基底制备电子传输层的方法、钙钛矿光电器件及其制备方法。

背景技术

钙钛矿光电器件以其低成本、高光电转换效率及优异的电荷传输性能得到广泛关注。其中，钙钛矿光电器件的电子传输层起到抽取和传输电子、阻挡空穴等作用，对电池器件的性能有重要影响。常用的电子传输层有有机电子传输材料和无机电子传输材料。

有机电子传输材料(如苯基-C₆₁-丁酸甲酯[PCBM]和C₆₀等)虽然成本更低，但是存在有机合成步骤繁琐、载流子迁移率低、结构无序、高电阻以及耐久性差等缺点，不适应于大规模工业化生产。相比于有机电子传输材料，无机电子传输材料具有光电转换效率高、化学稳定性好、合成工艺简单等优点，更适用于大规模钙钛矿光电器件的制备，目前常主要有ZnO、TiO₂、SnO₂、WO₃等n型半导体氧化物。这些材料成膜的电子和结构性能高度依赖于合成和制备方法。现阶段常用的制备无机电子传输层方法有旋涂法、刮涂法和高温热裂解法等，但存在着膜层的均匀性和致密度差、表面粗糙度高等问题。

另外，目前的电子传输层前驱体制备方法也较为繁琐，采用草酸亚锡、乙酰丙酮钛、钨酸、SnCl₄、SnCl₂等前驱体溶液，需要较高的退火温度，否则易造成离子的残留，不仅影响电子传输层的形貌，也会损坏钙钛矿吸光层，影响薄膜和器件性能，同时，利用水解反应来制备电子传输层有很高的不确定性，可重复性差。

发明内容

为解决背景技术提到的现有技术存在的不足，本发明提供一种近红外预热处理基底制备电子传输层的方法，其技术方案如下：

该近红外预热处理基底制备电子传输层的方法，包括以下制备步骤：先将基底预热，而后将电子传输层前驱液涂覆于预热完成的基底上形成涂层，对所述涂层进行加热退火处理，制得电子传输层；其中，通过将电子传输材料于溶剂中均匀分散制得所述电子传输层前驱液，所述电子传输材料为n型半导体氧化物。

在一些实施例中，将基底预热至其温度为50～110℃。

在一些实施例中，采用近红外辐射所述基底以进行预热处理；所述基底的材质为具有近红外高吸收率的材料。

在一些实施例中，通过刮涂方法将所述电子传输层前驱液涂覆于预热完成的基底上。

在一些实施例中，所述电子传输材料包括ZnO、SnO₂、TiO₂、ZnTiO₃、WO₃、Zn₂SnO₄中的一种或多种组合；所述溶剂为水。

在一些实施例中，将电子传输材料均匀分散于溶剂中制得电子传输材料分散液，而后在所述电子传输材料分散液中掺杂表面活性剂，制得所述电子传输层前驱液；所述表面活性剂包括KCl、柠檬酸、六氟磷酸钾中的一种或多种组合。

在一些实施例中，所述电子传输材料为纳米颗粒状。

本发明还提供一种电子传输层，其采用如上所述的近红外预热处理基底制备电子传输层的方法制备而成。