[go: up one dir, main page]

CN116119708B - 低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层、制备方法及应用 - Google Patents

低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层、制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN116119708B
CN116119708B CN202310031897.3A CN202310031897A CN116119708B CN 116119708 B CN116119708 B CN 116119708B CN 202310031897 A CN202310031897 A CN 202310031897A CN 116119708 B CN116119708 B CN 116119708B
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass substrate
layer
tin dioxide
preparation
stannous chloride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310031897.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116119708A (zh
Inventor
袁宸
肖也
招瑜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong University of Technology
Priority to CN202310031897.3A priority Critical patent/CN116119708B/zh
Publication of CN116119708A publication Critical patent/CN116119708A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116119708B publication Critical patent/CN116119708B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G19/00—Compounds of tin
    • C01G19/02—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

本发明公开了低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层、制备方法及应用，属于钙钛矿太阳能电池技术领域。结构为依次覆于衬底上的致密二氧化锡膜和密堆积的二氧化锡球壳列阵。方法为先将氯化亚锡胶体溶液旋涂在衬底上并退火得到二氧化锡膜后，将其垂直浸泡在滴加十二烷基硫酸钠的聚苯乙烯分散液中，干燥处理得到低层数聚苯乙烯微球光子晶体，再将氯化亚锡胶体溶液通过旋涂填充于胶体微球间并干燥，通过煅烧去除胶体微球模板即可。本发明制备过程简单、工艺稳定、易于操作、成本低，无污染等特点。它具有稳定可控的结构，可以在应用于半导体吸光材料的框架层的同时作为电子传输层，作为钙钛矿太阳能电池器件结构中重要的一个光‑电转换结构。

Description

低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层、制备方法及应用
技术领域
本发明属于钙钛矿太阳能电池技术领域，具体涉及一种应用于钙钛矿太阳能电池的低层数(单层或双层)反蛋白石结构二氧化锡电子传输层及其制备方法。
背景技术
全球性的化石能源危机正日益威胁到人类的生存与发展，如何利用环保清洁又可持续的新能源成为了各国科学家的研究热点。钙钛矿太阳能电池因其低成本、易制备、高光电转换效率的优点，是具有前景的研究方向。近年来，钙钛矿太阳能电池取得了快速发展，在材料制备和光电器件性能等方面均取得了突破性进展，由于钙钛矿材料具有宽吸收光谱、高吸收系数、较小激子结合能、平衡的电子/空穴迁移率、良性缺陷以及较长电荷载流子寿命等特点，使得钙钛矿太阳能电池光电转换效率显著提升，成为光伏发电领域最具有发展潜力器件。
电子传输层是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分，作用是与钙钛矿光吸收层形成电子选择性接触。理想的电子传输层需要与钙钛矿材料的能级相匹配，以减少能量损失促进光生电子注入，同时也应具有较高的电子迁移率以确保电子的快速传输，抑制电子和空穴的复合。SnO2属于宽禁带半导体，与钙钛矿相的能级较为匹配，电子迁移率更高(240cm2/(V·s))，有利于缩短电子在钙钛矿薄膜中的传输时间,抑制电子–空穴对的复合，并且与TiO2或其他ETL材料相比，SnO2具有优异的化学稳定性、抗紫外线性能和抗反射性,较低的光催化活性，这些优异的性能有利于提升器件的稳定性和延长使用寿命。
光子晶体结构作为框架材料负载半导体吸光材料的同时作为电子传输层，具有高的比表面积以及对光的可控性，能够增强钙钛矿的光吸收，并且输运光生电子。作为最成熟的光子晶体成型方法之一的自组装堆积工艺，它的层数普遍过高，通常大于10层左右。并且由于蛋白石基元的堆积发生挤压畸变失去部分光子晶体的吸收特性；另一方面来看，应用到太阳能电池结构的高吸收系数的钙钛矿而言，光子晶体的厚度只需要600nm到1000nm即可充分吸收太阳光光谱的能量，它的厚度过高则会使太阳光无法完全穿透钙钛矿，导致钙钛矿无法得到充分利用，同时过高层厚的电子传输层也带来更大的串联电阻，以及降低电池的电子空穴度分离速率和短路电流。对于单纯的通过降低微球分散液的浓度去控制光子晶体的厚度的方法，因为微球浓度过低，自组装过程中分散液的弯月面夹断，容易得到层数不均的光子晶体，从而影响到钙钛矿薄膜的质量。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明的目的一在于提供一种低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层的制备方法，目的二在于提供采用上述制备方法制备的低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层，目的三在于提供上述低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层在钙钛矿太阳能电池中的应用。本发明所述低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层，在保证电子传输层与钙钛矿层有较大的接触表面的同时，通过尺寸可控，层数可控且表面平整的反蛋白石结构来增强光吸收，充分利用钙钛矿材料的高吸光系数的特点和光子晶体负载结构作为电子传输层的双重功能性，从而达到提高光电转化率的效果。
为实现上述目的，本发明采用的具体方案为：
第一方面，一种低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层的制备方法，包括步骤如下：
S1.将氯化亚锡二水合物结晶体溶解于异丙醇当中并室温陈化，制得氯化亚锡胶体溶液；
S2.将去离子水和苯乙烯单体加入到三颈烧瓶中进行水浴加热和搅拌，并持续通入氮气，之后加入引发剂过硫酸钾，反应12h，制得聚苯乙烯胶体微球溶液；
S3.将步骤S2所得到的聚苯乙烯胶体微球溶液分散在乙醇分散液中并超声处理，制得单分散聚苯乙烯胶体微球分散液；
S4.将FTO导电玻璃依次加入到丙酮、去离子水和无水乙醇中超声进行清洗，将干净的FTO导电玻璃放入等离子表面处理机进行处理；
S5.将步骤S1所得的氯化亚锡胶体溶液旋涂在FTO导电玻璃上并退火，制得二氧化锡薄膜覆盖的玻璃衬底；
S6.将步骤S5所得的玻璃衬底依次加入到异丙醇、去离子水和无水乙醇中超声处理；
S7.将步骤S6所得的玻璃衬底垂直倚靠在样品瓶壁上，加入步骤S3所得的单分散聚苯乙烯胶体微球分散液至淹没整个玻璃衬底，滴加表面活性剂十二烷基硫酸钠，之后放入鼓风干燥箱内进行干燥处理，得到聚苯乙烯胶体微球光子晶体覆盖的玻璃衬底；
S8.将步骤S1所得的氯化亚锡胶体溶液通过旋涂填充在步骤S7所得的玻璃衬底上的聚苯乙烯胶体微球间并干燥，之后放入马弗炉中进行退火并去除聚苯乙烯胶体微球，同时二氧化锡从前驱液结晶成型得到低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层。
优选地，步骤S1中所述氯化亚锡二水合物结晶体与异丙醇的质量体积比为0.576g：25ml；陈化时间为96h。
优选地，步骤S2中所述去离子水与苯乙烯单体的体积比为135ml：(10～15)ml；加热温度为90℃，搅拌转速为300rpm；引发剂过硫酸钾质量为0.1g。
优选地，步骤S3中所述乙醇分散液由无水乙醇与去离子水组成，无水乙醇与去离子水的体积比为48ml：2ml；所述聚苯乙烯胶体微球溶液与乙醇分散液的体积比为1ml：50ml；超声时间为10～30min。
优选地，步骤S4中所述FTO导电玻璃的尺寸为20mm*10mm*2mm；丙酮、去离子水和无水乙醇超声处理的时间比为30min：30min：30min；等离子表面处理时间为450s。
优选地，步骤S5中，所述氯化亚锡胶体溶液为50μl；旋涂速度为3000rpm，旋涂时间为30s；退火温度为120～180℃。
优选地，步骤S6中所述异丙醇、去离子水和无水乙醇超声处理的时间比为30min：10min：10min。
优选地，步骤S7中，所述样品瓶尺寸为Φ22.5mm*75mm；所述玻璃衬底的二氧化锡面朝向瓶心；十二烷基硫酸钠质量为50～100mg；鼓风干燥箱的温度为60℃，干燥时间为12h。
优选地，步骤S8中，所述氯化亚锡胶体溶液为30μl；旋涂速度为2000～3000rpm，旋涂时间为60s；马弗炉升温速率为1℃/min，第一段退火温度为80～100℃，保温时间为90min，第二段退火温度为480-500℃，保温时间为120min。
第二方面，采用上述制备方法制备的低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层。
第三方面，上述低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层在钙钛矿太阳能电池中的应用。
本发明方法的优点如下所述：
(1)本发明通过设计反蛋白石结构的电子传输层，显著增大了电子传输层与钙钛矿层的接触面积，改善了光生电子的传输。
(2)本发明中电子传输层材料为二氧化锡光子晶体，光子晶体的结构尺寸可控，层数可控且表面光滑平整，具有较好的透光性，能够增强太阳光的有效采集。
(3)本发明在制备过程中不需要昂贵的设备和原料，实验方法易于操作，实验过程无污染等特点，实验中的温度和时间较容易控制。
附图说明
图1为实施例1中制备的聚苯乙烯胶体微球光子晶体在扫描电子显微镜下观察到的截面SEM照片。
图2为实施例4中制备的聚苯乙烯胶体微球光子晶体在扫描电子显微镜下观察到的截面SEM照片。
图3为实施例1中制备的低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层在扫描电子显微镜下观察到的表面SEM照片。
图4为实施例1中制备的低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层在扫描电子显微镜下观察到的截面SEM照片。
图5是使用平面结构与本申请所述反蛋白石结构二氧化锡电子传输层分别制备出的钙钛矿太阳能电池的电流密度与电压(J-V)特性曲线对比图。
具体实施方式
本发明提供一种应用于钙钛矿太阳能电池的低层数(单层或双层)反蛋白石结构二氧化锡电子传输层，结构为依次覆于衬底上的致密二氧化锡膜和密堆积的二氧化锡球壳列阵。其中，衬底为FTO导电玻璃，二氧化锡膜厚度为400-500nm，二氧化锡球壳的直径为200-400nm，球壳厚度为200-600nm。方法为先将氯化亚锡胶体溶液旋涂在衬底上并退火得到二氧化锡膜后，将其垂直浸泡在滴加过表面活性剂十二烷基硫酸钠的聚苯乙烯分散液中，干燥处理得到低层数聚苯乙烯微球光子晶体，再将氯化亚锡胶体溶液通过旋涂填充于胶体微球间并干燥，通过煅烧去除胶体微球模板即可。
本发明制备过程简单、工艺稳定、易于操作、成本低，无污染等特点。它具有稳定可控的结构，可以在应用于半导体吸光材料的框架层的同时作为电子传输层，作为钙钛矿太阳能电池器件结构中重要的一个光-电转换结构。
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
1.将0.576g的氯化亚锡二水合物结晶体加入到25ml的异丙醇当中，在室温下放置陈化96h，得到氯化亚锡胶体溶液。
2.在三颈烧瓶内加入135ml去离子水和10ml苯乙烯单体，持续通入氮气并以300rpm的转速持续搅拌，通过水浴锅加热至90℃，加入0.1g引发剂过硫酸钾，反应12h，得到聚苯乙烯胶体微球溶液；将2ml无水乙醇加入到48ml的去离子水中得到乙醇分散液，将1.5ml的聚苯乙烯胶体微球溶液加入到50ml的乙醇分散液中，并超声处理30min，得到单分散聚苯乙烯胶体微球分散液。
3.将FTO导电玻璃依次浸泡在丙酮、去离子水和无水乙醇中进行超声处理，超声处理时间都为30min，将处理完得到的干净FTO导电玻璃放入等离子表面处理机处理450s。
4.将50μl的氯化亚锡胶体溶液滴加在步骤3中得到的FTO导电玻璃上，以3000rpm的速度旋涂30s，旋涂结束后在180℃进行退火，得到二氧化锡薄膜覆盖的玻璃衬底；
5.将步骤4中得到的玻璃衬底依次浸泡在异丙醇、去离子水和无水乙醇中进行超声处理，超声处理时间依次为30min，10min，10min。
6.将步骤5中得到的玻璃衬底垂直放入样品瓶内，并倚靠在瓶壁上，二氧化锡薄膜面朝向瓶心，将单分散聚苯乙烯胶体微球分散液加入到样品瓶内，至液面刚好淹没玻璃衬底，并加入50mg的表面活性剂十二烷基硫酸钠，之后放入温度为60℃的鼓风干燥箱内进行12h的干燥处理，得到聚苯乙烯胶体微球光子晶体覆盖的玻璃衬底；
7.将30μl的氯化亚锡胶体溶液滴加在步骤6中得到的玻璃衬底上，以3000rpm的速度旋涂60s，旋涂结束后在室温下进行干燥，之后放入马弗炉中以1℃/min的升温速率先在90℃保温90min，后在500℃保温120min进行煅烧去除聚苯乙烯胶体微球，得到低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层。
图1为该实施例制备的聚苯乙烯胶体微球光子晶体在扫描电子显微镜下观察到的截面SEM照片，在聚苯乙烯胶体微球分散液滴加相对较少的表面活性剂十二烷基硫酸钠，得到双层聚苯乙烯胶体微球光子晶体。
图3为该实施例制备的低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层在扫描电子显微镜下观察到的表面SEM照片，在聚苯乙烯胶体微球光子晶体模板上制备得到的反蛋白石结构二氧化锡电子传输层保留了模板的特征结构，相比于平面结构的电子传输层，该具有特殊光学结构的电子传输层一方面能够增强器件的吸光系数，另一方面可以通过增大电子传输层的表面积，协同提高太阳能电池的效率。
图4为该实施例制备的低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层在扫描电子显微镜下观察到的截面SEM照片，在聚苯乙烯胶体微球光子晶体模板上制备得到的反蛋白石结构二氧化锡电子传输层保留了模板的层数。
实施例2
1.将0.576g的氯化亚锡二水合物结晶体加入到25ml的异丙醇当中，在室温下放置陈化96h，得到氯化亚锡胶体溶液。
2.在三颈烧瓶内加入135ml去离子水和15ml苯乙烯单体，持续通入氮气并以300rpm的转速持续搅拌，通过水浴锅加热至90℃，加入0.1g引发剂过硫酸钾，反应12h，得到聚苯乙烯胶体微球溶液；将2ml无水乙醇加入到48ml的去离子水中得到乙醇分散液，将1ml的聚苯乙烯胶体微球溶液加入到50ml的乙醇分散液中，并超声处理30min，得到单分散聚苯乙烯胶体微球分散液。
3.将FTO导电玻璃依次浸泡在丙酮、去离子水和无水乙醇中进行超声处理，超声处理时间都为30min，将处理完得到的干净FTO导电玻璃放入等离子表面处理机处理450s。
4.将50μl的氯化亚锡胶体溶液滴加在步骤3中得到的FTO导电玻璃上，以3000rpm的速度旋涂30s，旋涂结束后在180℃进行退火，得到二氧化锡薄膜覆盖的玻璃衬底。
5.将步骤4中得到的玻璃衬底依次浸泡在异丙醇、去离子水和无水乙醇中进行超声处理，超声处理时间依次为30min，10min，10min。
6.将步骤5中得到的玻璃衬底垂直放入样品瓶内，并倚靠在瓶壁上，二氧化锡薄膜面朝向瓶心，将单分散聚苯乙烯胶体微球分散液加入到样品瓶内，至液面刚好淹没玻璃衬底，并加入50mg的表面活性剂十二烷基硫酸钠，之后放入温度为60℃的鼓风干燥箱内进行12h的干燥处理，得到聚苯乙烯胶体微球光子晶体覆盖的玻璃衬底。
7.将30μl的氯化亚锡胶体溶液滴加在步骤6中得到的玻璃衬底上，以3000rpm的速度旋涂60s，旋涂结束后在室温下进行干燥，之后放入马弗炉中以1℃/min的升温速率先在90℃保温90min，后在500℃保温120min进行煅烧去除聚苯乙烯胶体微球，得到低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层。
实施例3
1.将0.576g的氯化亚锡二水合物结晶体加入到25ml的异丙醇当中，在室温下放置陈化96h，得到氯化亚锡胶体溶液。
2.在三颈烧瓶内加入135ml去离子水和8ml苯乙烯单体，持续通入氮气并以300rpm的转速持续搅拌，通过水浴锅加热至90℃，加入0.1g引发剂过硫酸钾，反应12h，得到聚苯乙烯胶体微球溶液；将2ml无水乙醇加入到48ml的去离子水中得到乙醇分散液，将1ml的聚苯乙烯胶体微球溶液加入到50ml的乙醇分散液中，并超声处理30min，得到单分散聚苯乙烯胶体微球分散液。
3.将FTO导电玻璃依次浸泡在丙酮、去离子水和无水乙醇中进行超声处理，超声处理时间都为30min，将处理完得到的干净FTO导电玻璃放入等离子表面处理机处理450s。
4.将50μl的氯化亚锡胶体溶液滴加在步骤3中得到的FTO导电玻璃上，以3000rpm的速度旋涂30s，旋涂结束后在180℃进行退火，得到二氧化锡薄膜覆盖的玻璃衬底。
5.将步骤4中得到的玻璃衬底依次浸泡在异丙醇、去离子水和无水乙醇中进行超声处理，超声处理时间依次为30min，10min，10min。
6.将步骤5中得到的玻璃衬底垂直放入样品瓶内，并倚靠在瓶壁上，二氧化锡薄膜面朝向瓶心，将单分散聚苯乙烯胶体微球分散液加入到样品瓶内，至液面刚好淹没玻璃衬底，并加入50mg的表面活性剂十二烷基硫酸钠，之后放入温度为60℃的鼓风干燥箱内进行12h的干燥处理，得到聚苯乙烯胶体微球光子晶体覆盖的玻璃衬底。
7.将30μl的氯化亚锡胶体溶液滴加在步骤6中得到的玻璃衬底上，以3000rpm的速度旋涂60s，旋涂结束后在室温下进行干燥，之后放入马弗炉中以1℃/min的升温速率先在90℃保温90min，后在500℃保温120min进行煅烧去除聚苯乙烯胶体微球，得到低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层。
实施例4
1.将0.576g的氯化亚锡二水合物结晶体加入到25ml的异丙醇当中，在室温下放置陈化96h，得到氯化亚锡胶体溶液。
2.在三颈烧瓶内加入135ml去离子水和10ml苯乙烯单体，持续通入氮气并以300rpm的转速持续搅拌，通过水浴锅加热至90℃，加入0.1g引发剂过硫酸钾，反应12h，得到聚苯乙烯胶体微球溶液；将2ml无水乙醇加入到48ml的去离子水中得到乙醇分散液，将1ml的聚苯乙烯胶体微球溶液加入到50ml的乙醇分散液中，并超声处理30min，得到单分散聚苯乙烯胶体微球分散液。
3.将FTO导电玻璃依次浸泡在丙酮、去离子水和无水乙醇中进行超声处理，超声处理时间都为30min，将处理完得到的干净FTO导电玻璃放入等离子表面处理机处理450s。
4.将50μl的氯化亚锡胶体溶液滴加在步骤3中得到的FTO导电玻璃上，以3000rpm的速度旋涂30s，旋涂结束后在180℃进行退火，得到二氧化锡薄膜覆盖的玻璃衬底。
5.将步骤4中得到的玻璃衬底依次浸泡在异丙醇、去离子水和无水乙醇中进行超声处理，超声处理时间依次为30min，10min，10min。
6.将步骤5中得到的玻璃衬底垂直放入样品瓶内，并倚靠在瓶壁上，二氧化锡薄膜面朝向瓶心，将单分散聚苯乙烯胶体微球分散液加入到样品瓶内，至液面刚好淹没玻璃衬底，并加入100mg的表面活性剂十二烷基硫酸钠，之后放入温度为60℃的鼓风干燥箱内进行12h的干燥处理，得到聚苯乙烯胶体微球光子晶体覆盖的玻璃衬底。
7.将30μl的氯化亚锡胶体溶液滴加在步骤6中得到的玻璃衬底上，以3000rpm的速度旋涂60s，旋涂结束后在室温下进行干燥，之后放入马弗炉中以1℃/min的升温速率先在90℃保温90min，后在500℃保温120min进行煅烧去除聚苯乙烯胶体微球，得到低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层。
图2为该实施例中制备的聚苯乙烯胶体微球光子晶体在扫描电子显微镜下观察到的截面SEM照片，在聚苯乙烯胶体微球分散液滴加相对较多的表面活性剂十二烷基硫酸钠，得到单层聚苯乙烯胶体微球光子晶体。
图5是使用平面结构与本申请所述反蛋白石结构二氧化锡电子传输层分别制备出的钙钛矿太阳能电池的电流密度与电压(J-V)特性曲线对比图，由该图可知，后者的开路电压与短路电流均高于前者。
需要说明的是，以上所述的实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.将氯化亚锡二水合物结晶体溶解于异丙醇当中并室温陈化，制得氯化亚锡胶体溶液；
S2.将去离子水和苯乙烯单体加入到三颈烧瓶中进行水浴加热和搅拌，并持续通入氮气，之后加入引发剂过硫酸钾，反应12h，制得聚苯乙烯胶体微球溶液；
S3.将步骤S2所得到的聚苯乙烯胶体微球溶液分散在乙醇分散液中并超声处理，制得单分散聚苯乙烯胶体微球分散液；
S4.将FTO导电玻璃依次加入到丙酮、去离子水和无水乙醇中超声进行清洗，将干净的FTO导电玻璃放入等离子表面处理机进行处理；
S5.将步骤S1所得的氯化亚锡胶体溶液旋涂在FTO导电玻璃上并退火，制得二氧化锡薄膜覆盖的玻璃衬底；
S6.将步骤S5所得的玻璃衬底依次加入到异丙醇、去离子水和无水乙醇中超声处理；
S7.将步骤S6所得的玻璃衬底垂直倚靠在样品瓶壁上，加入步骤S3所得的单分散聚苯乙烯胶体微球分散液至淹没整个玻璃衬底，滴加表面活性剂十二烷基硫酸钠，之后放入鼓风干燥箱内进行干燥处理，得到聚苯乙烯胶体微球光子晶体覆盖的玻璃衬底；
S8.将步骤S1所得的氯化亚锡胶体溶液通过旋涂填充在步骤S7所得的玻璃衬底上的聚苯乙烯胶体微球间并干燥，之后放入马弗炉中进行退火并去除聚苯乙烯胶体微球，同时二氧化锡从前驱液结晶成型得到低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述氯化亚锡二水合物结晶体与异丙醇的质量体积比为0.576g：25ml；陈化时间为96h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述去离子水与苯乙烯单体的体积比为135ml：(10～15)ml；加热温度为90℃，搅拌转速为300rpm；引发剂过硫酸钾质量为0.1g。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述乙醇分散液由无水乙醇与去离子水组成，无水乙醇与去离子水的体积比为48ml：2ml；所述聚苯乙烯胶体微球溶液与乙醇分散液的体积比为1ml：50ml；超声时间为10～30min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S4中，所述FTO导电玻璃的尺寸为20mm*10mm*2mm；丙酮、去离子水和无水乙醇超声处理的时间比为30min：30min：30min；等离子表面处理时间为450s。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S5中，所述氯化亚锡胶体溶液为50μl；旋涂速度为3000rpm，旋涂时间为30s；退火温度为120～180℃；步骤S6中，所述异丙醇、去离子水和无水乙醇超声处理的时间比为30min：10min：10min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S7中，所述样品瓶尺寸为Φ22.5mm*75mm；所述玻璃衬底的二氧化锡面朝向瓶心；十二烷基硫酸钠质量为50～100mg；鼓风干燥箱的温度为60℃，干燥时间为12h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S8中，所述氯化亚锡胶体溶液为30μl；旋涂速度为2000～3000rpm，旋涂时间为60s；马弗炉升温速率为1℃/min，第一段退火温度为80～100℃，保温时间为90min，第二段退火温度为480-500℃，保温时间为120min。
9.采用权利要求1-8任意一种所述的制备方法制备的低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层。
10.权利要求9所述的低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层在钙钛矿太阳能电池中的应用。
CN202310031897.3A 2023-01-10 2023-01-10 低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层、制备方法及应用 Active CN116119708B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310031897.3A CN116119708B (zh) 2023-01-10 2023-01-10 低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层、制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310031897.3A CN116119708B (zh) 2023-01-10 2023-01-10 低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层、制备方法及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116119708A CN116119708A (zh) 2023-05-16
CN116119708B true CN116119708B (zh) 2024-12-17

Family

ID=86298790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310031897.3A Active CN116119708B (zh) 2023-01-10 2023-01-10 低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层、制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116119708B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2412328A1 (en) * 2001-11-22 2003-05-22 Omg Ag & Co. Kg Process for catalytic autothermal steam reforming of alcohols
CN101257077A (zh) * 2008-04-08 2008-09-03 中山大学 具有光子晶体高反射层的半导体发光二极管器件

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2627143A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-04 Jds Uniphase Corporation Three-dimensional orientation of grated flakes
CN101289750B (zh) * 2008-06-13 2010-09-29 福州大学 纳米TiO2种子涂层的钛阳极及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2412328A1 (en) * 2001-11-22 2003-05-22 Omg Ag & Co. Kg Process for catalytic autothermal steam reforming of alcohols
CN101257077A (zh) * 2008-04-08 2008-09-03 中山大学 具有光子晶体高反射层的半导体发光二极管器件

Also Published As

Publication number Publication date
CN116119708A (zh) 2023-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105428537B (zh) 基于二氧化钛/钙钛矿嵌入型复合纳米结构的钙钛矿太阳电池及其制备方法
CN104505409A (zh) 一种SnO2多孔结构钙钛矿光伏电池及其制备方法
CN109888108B (zh) 一种生物大分子修饰的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN104979494A (zh) 一种钙钛矿薄膜及其制备方法和应用
CN109585661B (zh) 一种界面增强型高光-热稳定钙钛矿薄膜的制备方法
CN107394047A (zh) 醇溶性富勒烯衍生物在钙钛矿太阳能电池中的应用
CN111370583A (zh) 聚乙烯吡咯烷酮掺杂的钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用
CN102486967B (zh) 复合有序多孔纳米二氧化钛薄膜的制备方法
CN108539023B (zh) 基于联硼化合物修饰的钙钛矿型太阳能电池及其制备方法
CN105977385A (zh) 一种防水式铜基钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN116119708B (zh) 低层数反蛋白石结构二氧化锡电子传输层、制备方法及应用
CN111540831B (zh) 一种钛矿太阳能电池及其制备方法
CN209401654U (zh) 一种平面钙钛矿太阳能电池
CN116156979A (zh) 一种基于fto导电衬底的光伏器件及其制备方法
CN110359058B (zh) 一种锆钛酸铅修饰的赤铁矿纳米棒阵列光阳极的制备方法
CN115623837A (zh) 一种强电子受体材料修饰的高性能钙钛矿太阳能电池制备方法
CN204481033U (zh) 一种SnO2多孔结构钙钛矿光伏电池
CN114864822A (zh) 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法
CN102683032A (zh) 叶片状二氧化钛纳米阵列薄膜电极制备及其在染料敏化太阳电池中的应用
CN102543467B (zh) 一种染料敏化太阳能电池及其制备方法
CN114107960B (zh) 以草酸亚锡为原料制备SnO2电子传输层薄膜的方法
CN220359678U (zh) 一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池
CN113675347B (zh) 一种制备2d/3d有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的方法
CN109920649A (zh) 一维超长TiO2纳米棒阵列及其制备方法和在染料敏化太阳能电池中的应用
CN113437225B (zh) 一种光子晶体修饰的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant