钙钛矿太阳能电池二氧化锡电子传输层的优化

摘要

电子传输层是钙钛矿太阳能电池的关键材料,其中,二氧化锡(SnO2)被认为是一种理想的电子传输材料.目前采用的溶胶-凝胶法低温制备的SnO2电子传输层结晶性差,电子传输性能低.通过以水作为SnO2溶胶-凝胶前驱液添加剂提高所制备的SnO2结晶性,最终可提高太阳能电池效率.采用溶胶-凝胶法制备了SnO2电子传输层,优化了其制备条件.研究发现,以适量的水作为SnO2溶胶-凝胶的溶剂添加剂,在80℃下配制SnO2溶胶-凝胶旋涂液并陈化24 h,有利于锡源SnCl2水解,促进SnO2生成和结晶性提高.最后,利用旋涂退火制备了SnO2电子传输层薄膜.随着水添加量增加,所制备的SnO2的结晶性和电子传输性能逐渐提高.当水添加量为150 μL时,可获得平整致密的SnO2薄膜,所制SnO2的结晶性和电子传输性能都有所提高,短路电流密度达到22.77 mA/cm2,开路电压达到1.037 V,填充因子为0.492,光电转换效率达到11.617％.水添加量增至300 μL时,会导致制备的SnO2薄膜缺陷增多,效率降低.