一种SnO2电子传输层及钙钛矿太阳电池的制备方法与流程

本发明涉及一种钙钛矿太阳电池制备领域的制备方法，更确切地说，本发明涉及一种sno2电子传输层及钙钛矿太阳电池的制备方法。

背景技术：

面对化石能源的日渐枯竭以及其在使用中对环境的污染,新型能源开发为人类文明可持续发展提供重要保障,太阳能光伏是其中最具有前景的方案。有机无机杂化的卤素钙钛矿材料在2009年首次被用于太阳能电池中,经过几年的发展光电转化效率从2009年的3.8％迅速攀升到目前报道的23.2％。

钙钛矿太阳电池主要是由电子传输层、钙钛矿吸光层和空穴传输层组成的，其中,电子传输层是钙钛矿太阳电池的重要组成部分,起到收集和传输光生电子同时阻挡空穴的作用,其性能是影响钙钛矿太阳电池光电转化效率的关键因素之一。目前在钙钛矿太阳电池中通常使用tio2(电子迁移率1cm2v-1s-1)作为电子传输材料，虽然能够获得较高的光电转化效率,但是其存在一个不可回避的缺点是在紫外光照下,器件性能迅速衰减,此不稳定性主要归咎于tio2表面分子氧的解吸附。另外为了获得高电导率和结晶度的致密tio2层，需要对致密tio2层进行高温处理(约450℃)，高温处理增加了工艺复杂度并且消耗能量，不利于钙钛矿太阳电池的规模生产。

针对以上tio2的缺点，目前已经探索并研究了多种电子传输材料。其中，sno2是tio2电子传输层的一种非常有前景的替代品，因为它具有比tio2更高的电子迁移率,以及高透明度(由于其具有3.5ev的宽带隙)，并且在紫外光照下器件性能保持稳定。传统的低温制备sno2电子传输层的方法是，在室温下将无水sncl2的乙醇溶液均匀滴加在掺杂氟的sno2透明导电玻璃上，通过旋涂的方法形成薄膜，在180℃下退火1小时形成sno2电子传输层。传统方法制备的sno2电子传输层,在旋涂钙钛矿层之前需要等离子体处理3分钟才能制备出效率相对较高的器件(16.92％)。本发明方法是用稀硝酸溶解锡粉，在室温下通过原位反应形成亚稳态的硝酸亚锡，加入乙酰丙酮做燃料，通过旋涂的方法形成薄膜，随后在150度下烧结100分钟，通过燃烧反应形成sno2电子传输层。采用本方法制备的sno2薄膜做电子传输层的钙钛矿太阳电池的光电转换效率可以达到19.60％，相比采用传统方法制备的sno2薄膜做电子传输层的钙钛矿太阳电池效率有了明显的提升。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的在紫外光照下,器件性能迅速衰减与需要对致密tio2层进行高温处理(约450℃)的问题，提供了一种sno2电子层及钙钛矿太阳电池的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的一种sno2电子传输层的制备方法包括步骤如下：

1)刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃

将掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为6cm×1.5cm×2.2mm的长方体，用激光打标机刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面，沿长度方向刻蚀一条宽度为3.5mm长度为6cm的痕迹，激光速度为1000(毫米/秒)；功率(％)为100，频率为200hz；

2)清洗掺杂氟的sno2透明导电玻璃

(1)将刻蚀好的掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为1.5cm×1.5cm×2.2mm的小正方体；

(2)先将掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面用无水乙醇擦拭干净，然后用清洁剂超声15分钟，去离子水超声10分钟，无水乙醇超声10分钟，然后用气流吹干；

(3)将清洗干净的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到与五官超短波电疗机相连的处理管中,采用2xz-2型旋片式真空泵将处理管内抽成真空，打开五官超短波电疗机处理20分钟；

3)制备sno2电子传输层

采用的原料为浓硝酸、锡粉、乙酰丙酮、二甲基甲酰胺与去离子水；

所述的二甲基甲酰胺的纯度为99.9％，锡粉的纯度为99.99％，乙酰丙酮的纯度为99.5％；

(1)将1ml的浓硝酸边搅拌边加到5ml的去离子水中，配制成稀硝酸；

(2)称取23.72mg的锡粉加入1ml的稀硝酸中，在室温下用磁力搅拌器搅拌35分钟至变为澄清溶液即硝酸亚锡溶液；

(3)在硝酸亚锡溶液中加入1ml的二甲基甲酰胺继续采用磁力搅拌器搅拌5分钟；然后加入20ul的乙酰丙酮与2ml的二甲基甲酰胺再采用磁力搅拌器搅拌10分钟，配制成乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液；

(4)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃平放在kw-4b智能型匀胶机的片托上，取80ul乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液滴加在掺杂氟的sno2透明导电玻璃上，以7000r的转数旋涂30s；随后将旋涂了一层乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到气氛保护箱式炉里150度烧结100分钟，通过燃烧反应得到sno2电子传输层。

所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括步骤如下：

1)制备sno2电子传输层

(1)刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃

将掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为6cm×1.5cm×2.2mm的长方体，用激光打标机刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面，沿长度方向刻蚀一条宽度为3.5mm长度为6cm的痕迹，激光速度为1000(毫米/秒)；功率(％)为100，频率为200hz；

(2)清洗掺杂氟的sno2透明导电玻璃

将刻蚀好的掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为1.5cm×1.5cm×2.2mm的小正方体；先将掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面用无水乙醇擦拭干净，然后用清洁剂超声15分钟，去离子水超声10分钟，无水乙醇超声10分钟，然后用气流吹干；

(3)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到与五官超短波电疗机相连的处理管中,采用2xz-2型旋片式真空泵将处理管内抽成真空，打开五官超短波电疗机处理20分钟；

(4)制备sno2电子传输层

采用的原料为浓硝酸、锡粉、乙酰丙酮、二甲基甲酰胺与去离子水；所述的二甲基甲酰胺的纯度为99.9％，锡粉的纯度为99.99％，乙酰丙酮的纯度为99.5％；

2)制备钙钛矿层

采用的原料为碘化铅、碘甲脒、溴化铅、溴甲胺、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、碘化铯，所述的碘化铅的纯度为98％、溴化铅的纯度为98％，二甲基亚砜的纯度为99.8％，二甲基甲酰胺的纯度为99.9％,碘化铯的纯度为99.9％；

钙钛矿前驱溶液中碘甲脒与碘化铅的摩尔比为1:1.1，溴化铅与溴甲胺的摩尔比为1:1，加入碘化铯溶液的体积为钙钛矿溶液体积的5％；钙钛矿前驱溶液浓度为1.45mol/l；

3)制备空穴传输层

采用的原料为spiro-ometad、氯苯、锂盐的乙腈溶液、fk209的乙腈溶液、4叔丁基吡啶，所述的氯苯的纯度为99.5％，锂盐的乙腈溶液的浓度为520mg/ml，fk209的乙腈溶液的浓度为300mg/ml，4叔丁基吡啶的纯度为96％；

4)镀电极

用金做蒸发材料，使用蒸发镀膜机在空穴传输层表面蒸镀一层的金电极，金电极的厚度为80nm,长度为0.55mm,宽度为0.3mm。

技术方案中所述的制备sno2电子传输层是指：

1)将1ml的浓硝酸边搅拌边加到5ml的去离子水中，配制成稀硝酸；

2)称取23.72mg的锡粉加入1ml的稀硝酸中，在室温下用磁力搅拌器搅拌35分钟至变为澄清溶液即硝酸亚锡溶液；

3)在硝酸亚锡溶液中加入1ml的二甲基甲酰胺继续采用磁力搅拌器搅拌5分钟；然后加入20ul的乙酰丙酮、2ml的二甲基甲酰胺再采用磁力搅拌器搅拌10分钟，配制成乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液；

4)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃平放在kw-4b智能型匀胶机的片托上，取80ul乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液滴加在掺杂氟的sno2透明导电玻璃上，以7000r的转数旋涂30s；随后将旋涂了一层乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到气氛保护箱式炉里150度烧结100分钟，通过燃烧反应得到sno2电子传输层。

技术方案中所述的制备钙钛矿层是指：

1)称取188.36mg的碘化铯加入500ul二甲基亚砜，放到加热板上150度加热溶解，碘化铯溶液降到室温以后再使用；

2)称取668.46mg的碘化铅和212.87mg的溴化铅，分别加入1ml和400ul的二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的混合溶液做溶剂，二甲基甲酰胺和二甲基亚砜以4:1的比例混合。将碘化铅溶液和溴化铅溶液放到180度的加热板上加热，分别加热15分钟和5分钟后从热板上取下，待溶液温度降到室温后再使用；

3)分别称取226.73mg的碘甲脒和64.96mg的溴甲胺加到配好的碘化铅和溴化铅溶液中，晃荡溶解得到澄清的fapbi3溶液和mapbbr3溶液；两瓶溶液静止10分钟后，将fapbi3溶液和mapbbr3溶液按体积比5:1进行混合；

4)取200ul的mapbbr3溶液加到fapbi3溶液中晃荡2分钟，取60ul的碘化铯溶液加到混合溶液中再晃荡2分钟得到钙钛矿前驱溶液，将配好的钙钛矿前驱溶液静置10分钟后再进行旋涂；

5)取80ul的钙钛矿前驱溶液滴加到sno2电子传输层上，采用kw-4b智能型匀胶机先以2000r的转数旋涂10s再以7000r的转数旋涂30s，7000r旋过20s时滴加100ul的氯苯做反溶剂，旋涂结束后立即放到100度加热板上加热1小时即制备了钙钛矿层。

技术方案中所述的制备空穴传输层是指：

1)称取72.3mgspiro-ometad，加入1ml的氯苯，再加入18.5ul的锂盐的乙腈溶液、28.5ul的4叔丁基吡啶、28.5ul的fk209的乙腈溶液，用铝箔纸包好避光放在80度的加热板上加热24小时即得到空穴传输层前驱溶液；

2)取60ul空穴传输层前驱溶液滴加在钙钛矿层上，采用采用kw-4b智能型匀胶机以4000r的转数旋涂30s，旋涂空穴传输层后器件放在手套箱内氧化12小时，再镀金电极。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种sno2电子层制备方法是通过原位反应形成亚稳态的硝酸亚锡，并以硝酸亚锡为原料，加入乙酰丙酮做燃料通过燃烧反应在相对较低的温度下形成sno2电子传输层。

2.本发明所述的一种sno2电子层制备方法与用传统方法形成的sno2电子传输层相比降低了反应温度，sno2薄膜覆盖更均匀形貌良好，为在更低的温度下使用简便的方法得到形貌良好的sno2电子传输层提供了思路；

3.采用本发明方法制备的sno2电子传输层的器件的光电转换效率得到很大的提升。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述的一种sno2电子层制备方法的流程框图；

图2为本发明所述的一种钙钛矿太阳电池的制备方法的流程框图；

图3为本发明所述的一种sno2电子层制备方法的实施例1制备的sno2电子传输层的放大倍数为80000的扫描电镜图；

图4为本发明所述的一种sno2电子层制备方法的实施例1制备的sno2电子传输层的放大倍数为8000的扫描电镜图；

图5为本发明所述的一种sno2电子层制备方法的实施例2制备的sno2电子传输层的放大倍数为80000的扫描电镜图；

图6为本发明所述的一种sno2电子层制备方法的实施例2制备的sno2电子传输层的放大倍数为8000的扫描电镜图；

图7为本发明所述的一种sno2电子层制备方法的实施例3制备的sno2电子传输层的放大倍数为1650的扫描电镜图；

图8为本发明所述的一种sno2电子层制备方法的实施例4制备的sno2电子传输层的放大倍数为1650的扫描电镜图；

图9为本发明所述的一种sno2电子层制备方法的实施例5制备的sno2电子传输层的放大倍数为1650的扫描电镜图；

图10为本发明所述的一种sno2电子层制备方法的实施例6制备的sno2电子传输层的放大倍数为1650的扫描电镜图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

本发明所述的一种sno2电子传输层及钙钛矿太阳电池的制备方法中所使用的仪器：

1.洁康牌数码超声波清洗机:

型号：ps-10a,外形尺寸：180×165×240mm，清洗槽尺寸：150×135×100mm,电源：ac220v-230v50-60hz,超声波功率70w，加热功率：60w，频率：40khz。

2.予华牌szcl-4a智能型磁力加热搅拌器：

加热功率：300w,电机功率：30w，搅拌容量：2000ml。

3.精林牌kw-4b智能型匀胶机：

输入功率：60w，输入电压：ac220v。

4.气氛保护箱式炉：

型号：θsxl-1208，电源电压：220v50hz，显示精度：±1度，消耗功率：5kw，温度范围：0-1200度。

5.达佳牌五官超短波电疗机：

输出功率：50w，工作频率：43mhz，连续工作时间：4小时。

一种制备sno2电子传输层的方法：

1.刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃

先将掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为6cm×1.5cm×2.2mm的长方体，再采用激光打标机刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面，沿长度方向刻蚀一条宽度为3.5mm长度为6cm的痕迹，激光速度为1000(毫米/秒)；功率(％)为100，频率为200hz；

2.清洗掺杂氟的sno2透明导电玻璃

1)将刻蚀好的掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为1.5cm×1.5cm×2.2mm的小正方体；

2)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面用无水乙醇擦拭干净，然后用清洁剂超声15分钟，去离子水超声10分钟，无水乙醇超声10分钟，然后用气流吹干；

3)将清洗干净的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到与五官超短波电疗机相连的处理管中,采用2xz-2型旋片式真空泵将处理管内抽成真空，打开五官超短波电疗机处理20分钟；

3.制备sno2电子传输层

采用原料为浓硝酸、锡粉、乙酰丙酮、二甲基甲酰胺与去离子水；

所述的二甲基甲酰胺的纯度为99.9％，锡粉的纯度为99.99％，乙酰丙酮的纯度为99.5％；

1)将1ml的浓硝酸边搅拌边加到5ml的去离子水中，配制成稀硝酸；

2)称取23.72mg的锡粉加入1ml的稀硝酸中，在室温下用磁力搅拌器搅拌35分钟至变为澄清溶液即硝酸亚锡溶液；

3)在硝酸亚锡溶液中加入1ml的二甲基甲酰胺继续采用磁力搅拌器搅拌5分钟；然后加入20ul的乙酰丙酮与2ml的二甲基甲酰胺再采用磁力搅拌器搅拌10分钟，配制成乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液；

4)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃平放在kw-4b智能型匀胶机的片托上，取80u乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液滴加在掺杂氟的sno2透明导电玻璃上，以7000r的转数旋涂30s；随后将旋涂了一层乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到气氛保护箱式炉里150度烧结100分钟，通过燃烧反应得到sno2电子传输层。上述燃烧反应过程需进行100分钟，使该反应更加充分，更进一步的控制sno2电子传输层的形貌。

实施例1

本实施例是指制备最好的sno2电子传输层的方法：

1.刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃

首先将掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为6cm×1.5cm×2.2mm的长方体，再用激光打标机刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面，沿长度方向刻蚀一条宽度为3.5mm长度为6cm的痕迹，激光速度为1000(毫米/秒)；功率(％)为100，频率为200hz；

2.清洗掺杂氟的sno2透明导电玻璃

(1)将刻蚀好的掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为1.5cm×1.5cm×2.2mm的小正方体；

(2)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面用无水乙醇擦拭干净，然后用清洁剂超声15分钟，去离子水超声10分钟，无水乙醇超声10分钟，然后用气流吹干；

(3)将清洗干净的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到与五官超短波电疗机相连的处理管中,采用2xz-2型旋片式真空泵将处理管内抽成真空，打开五官超短波电疗机处理20分钟；

3.制备sno2电子传输层

采用的原料为浓硝酸、锡粉、乙酰丙酮、二甲基甲酰胺与去离子水。所述的二甲基甲酰胺的纯度为99.9％，锡粉的纯度为99.99％、乙酰丙酮的纯度为99.5％。

1)将1ml的浓硝酸边搅拌边加到5ml的去离子水中，配制成稀硝酸；

2)称取23.72mg的锡粉加入1ml的稀硝酸中，在室温下用磁力搅拌器搅拌35分钟至变为澄清溶液即硝酸亚锡溶液；

3)在硝酸亚锡溶液中加入1ml的二甲基甲酰胺继续采用磁力搅拌器搅拌5分钟；然后加入20ul的乙酰丙酮、2ml的二甲基甲酰胺再采用磁力搅拌器搅拌10分钟，配制成乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液；

4)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃平放在kw-4b智能型匀胶机的片托上，取80ul乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液滴加在掺杂氟的sno2透明导电玻璃上，以7000r的转数旋涂30s，随后将旋涂了一层乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到气氛保护箱式炉里150度烧结100分钟，通过燃烧反应得到sno2电子传输层；

图3为在上述条件下制备的sno2电子传输层的扫描电镜图，放大倍数为80000。图4为在上述条件下制备的sno2电子传输层的扫描电镜图，放大倍数为8000，可以看到sno2电子传输层均匀的覆盖在掺杂氟的sno2透明导电玻璃的表面，形貌良好颗粒完整。

实施例2

本实施例是采用传统方法制备sno2电子传输层的方法：

1.刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃

首先将掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为6cm×1.5cm×2.2mm的长方体，用激光打标机刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面，沿长度方向刻蚀一条宽度为3.5mm长度为6cm的痕迹，激光速度为1000(毫米/秒)；功率(％)为100，频率为200hz；

2.清洗掺杂氟的sno2透明导电玻璃

1)将刻蚀好的掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为1.5cm×1.5cm×2.2mm的小正方体；

2)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面用无水乙醇擦拭干净，然后用清洁剂超声15分钟，去离子水超声10分钟，无水乙醇超声10分钟，然后用气流吹干，

3)将清洗干净的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到与五官超短波电疗机相连的处理管中,采用2xz-2型旋片式真空泵将处理管内抽成真空，打开五官超短波电疗机处理20分钟；

3.制备sno2电子传输层

采用的原料为无水乙醇、无水sncl2，所述的无水乙醇的纯度为99.9％，无水sncl2的纯度为99.5％。

1)称取18.96mg的无水sncl2加到1ml的无水乙醇中，在室温下用磁力搅拌器搅拌5分钟至变为澄清溶液即无水sncl2的乙醇溶液，溶液配好后直接使用；

2)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃平放在kw-4b智能型匀胶机的片托上，取80ul无水sncl2的乙醇溶液滴加在掺杂氟的sno2透明导电玻璃上，以3000r的转数旋涂30s；随后将旋涂了一层无水sncl2的乙醇溶液的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到加热板上180度退火60分钟得到sno2电子传输层。

图5为采用上述方法制备的sno2电子传输层的扫描电镜图，放大倍数80000。图6为采用上述方法制备的sno2电子传输层的扫描电镜图，放大倍数8000。可以看到sno2薄膜表面颗粒不完整，sno2薄膜没有完全的覆盖在导电玻璃上，从而导致传统方法制备的sno2电子传输层的导电性低于本发明方法制备的sno2电子传输层。

实施例3

本实施例是在烧结温度为100度时制备sno2电子传输层的方法：

1.刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃

首先将掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为6cm×1.5cm×2.2mm的长方体，用激光打标机刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面，沿长度方向刻蚀一条宽度为3.5mm长度为6cm的痕迹，激光速度为1000(毫米/秒)；功率(％)为100，频率为200hz；

2.清洗掺杂氟的sno2透明导电玻璃

(1)将刻蚀好的掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为1.5cm×1.5cm×2.2mm的小正方体；

(2)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面用无水乙醇擦拭干净，然后用清洁剂超声15分钟，去离子水超声10分钟，无水乙醇超声10分钟，然后用气流吹干；

(3)将清洗干净的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到与五官超短波电疗机相连的处理管中,采用2xz-2型旋片式真空泵将处理管内抽成真空，打开超短波电疗机处理20分钟。

3.制备sno2电子传输层

采用的原料为浓硝酸、锡粉、乙酰丙酮、二甲基甲酰胺与去离子水。所述的二甲基甲酰胺的纯度为99.9％，锡粉的纯度为99.99％，乙酰丙酮的纯度为99.5％。

1)将1ml的浓硝酸边搅拌边加到5ml的去离子水中，配制成稀硝酸；

2)称取23.72mg的锡粉加入1ml的稀硝酸中，在室温下用磁力搅拌器搅拌35分钟至变为澄清溶液即硝酸亚锡溶液；

3)在硝酸亚锡溶液中加入1ml的二甲基甲酰胺继续采用磁力搅拌器搅拌5分钟；然后加入20ul的乙酰丙酮、2ml的二甲基甲酰胺再采用磁力搅拌器搅拌10分钟，配制成乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液；

4)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃平放在kw-4b智能型匀胶机的片托上,取80ul乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液滴加在掺杂氟的sno2透明导电玻璃上，以7000r的转数旋涂30s；随后将旋涂了一层乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到气氛保护箱式炉里150度烧结100分钟，通过燃烧反应得到sno2电子传输层。

图7给出了采用上述条件制备的sno2电子传输层的扫描电镜图，放大倍数1650，可以看到100度下烧结制备的sno2电子传输层表面有未反应完全的物质残留。

实施例4

本实施例是在烧结温度为180度时制备sno2电子传输层的方法：

1.刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃

2.将掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为6cm×1.5cm×2.2mm长方体，用激光打标机刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面，沿长度方向刻蚀一条宽度为3.5mm长度为6cm的痕迹，激光速度为1000(毫米/秒)；功率(％)为100，频率为200hz；

2.清洗掺杂氟的sno2透明导电玻璃

(1)将刻蚀好的掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为1.5cm×1.5cm×2.2mm的小正方体；

(2)先将掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面用无水乙醇擦拭干净，然后用清洁剂超声15分钟，去离子水超声10分钟，无水乙醇超声10分钟，然后用气流吹干；

(3)将清洗干净的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到与五官超短波电疗机相连的处理管中,采用2xz-2型旋片式真空泵将处理管内抽成真空，打开五官超短波电疗机处理20分钟；

3.制备sno2电子传输层

采用的原料为浓硝酸、锡粉、乙酰丙酮、二甲基甲酰胺与去离子水；所述的二甲基甲酰胺的纯度为99.9％，锡粉的纯度为99.99％、乙酰丙酮的纯度为99.5％。

1)将1ml的浓硝酸边搅拌边加到5ml的去离子水中，配制成稀硝酸；

2)称取23.72mg的锡粉加入1ml的稀硝酸中，在室温下用磁力搅拌器搅拌35分钟至变为澄清溶液即硝酸亚锡溶液；

3)在硝酸亚锡溶液中加入1ml的二甲基甲酰胺继续采用磁力搅拌器搅拌5分钟；然后加入20ul的乙酰丙酮、2ml的二甲基甲酰胺再采用磁力搅拌器搅拌10分钟，配制成乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液；

4)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃平放在kw-4b智能型匀胶机的片托上,取80ul乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液滴加在掺杂氟的sno2透明导电玻璃上，以7000r的转数旋涂30s；随后将旋涂了一层乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到气氛保护箱式炉里150度烧结100分钟，通过燃烧反应得到sno2电子传输层。

图8给出了上述条件制备的sno2电子传输层的扫描电镜图，放大倍数1650，可以看到180度下烧结制备的sno2电子传输层，由于温度过高sno2电子传输层被破坏。

实施例5

本实施例是在烧结温度为200度时制备sno2电子传输层的方法：

1.刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃

将掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为6cm×1.5cm×2.2mm的长方体，用激光打标机刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面，沿长度方向刻蚀一条宽度为3.5mm长度为6cm的痕迹，激光速度为1000(毫米/秒)；功率(％)为100，频率为200hz；

2.清洗掺杂氟的sno2透明导电玻璃

(1)将刻蚀好的掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为1.5cm×1.5cm×2.2mm的小正方体；

(2)先将掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面用无水乙醇擦拭干净，然后用清洁剂超声15分钟，去离子水超声10分钟，无水乙醇超声10分钟，然后用气流吹干，

(3)将清洗干净的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到与五官超短波电疗机相连的处理管中,采用2xz-2型旋片式真空泵将处理管内抽成真空，打开五官超短波电疗机处理20分钟。

3.制备sno2电子传输层

采用的原料为浓硝酸、锡粉、乙酰丙酮、二甲基甲酰胺与去离子水；所述的二甲基甲酰胺的纯度为99.9％，锡粉的纯度为99.99％、乙酰丙酮的纯度为99.5％；

1)将1ml的浓硝酸边搅拌边加到5ml的去离子水中，配制成稀硝酸；

2)称取23.72mg的锡粉加入1ml的稀硝酸中，在室温下用磁力搅拌器搅拌35分钟至变为澄清溶液即硝酸亚锡溶液；

3)在硝酸亚锡溶液中加入1ml的二甲基甲酰胺继续采用磁力搅拌器搅拌5分钟；然后加入20ul的乙酰丙酮、2ml的二甲基甲酰胺再采用磁力搅拌器搅拌10分钟，配制成乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液；

4)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃平放在kw-4b智能型匀胶机的片托上,取80ul乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液滴加在掺杂氟的sno2透明导电玻璃上，以7000r的转数旋涂30s；随后将旋涂了一层乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到气氛保护箱式炉里150度烧结50分钟，通过燃烧反应得到sno2电子传输层。

图9给出了在上述条件下制备的sno2电子传输层的扫描电镜图，放大倍数1650。可以看到当烧结温度提高到200度时，sno2电子传输层表面完全被破坏，不能形成完整的sno2颗粒。

实施例6

本实施例是不加乙酰丙酮时制备sno2电子传输层的方法：

1.刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃

将掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为6cm×1.5cm×2.2mm的长方体，用激光打标机刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面，沿长度方向刻蚀一条宽度为3.5mm长度为6cm的痕迹，激光速度为1000(毫米/秒)；功率(％)为100，频率为200hz；

2.清洗掺杂氟的sno2透明导电玻璃

(1)将刻蚀好的掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为1.5cm×1.5cm×2.2mm的小正方体；

(2)先将掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面用无水乙醇擦拭干净，然后用清洁剂超声15分钟，去离子水超声10分钟，无水乙醇超声10分钟，然后用气流吹干，

(3)将清洗干净的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到与五官超短波电疗机相连的处理管中,采用2xz-2型旋片式真空泵将处理管内抽成真空，打开超五官短波电疗机处理20分钟。

3.制备sno2电子传输层

采用的原料为浓硝酸、锡粉、乙酰丙酮、二甲基甲酰胺与去离子水。所述的二甲基甲酰胺的纯度为99.9％，锡粉的纯度为99.99％、乙酰丙酮的纯度为99.5％；

1)将1ml的浓硝酸边搅拌边加到5ml的去离子水中，配制成稀硝酸；

2)称取23.72mg的锡粉加入1ml的稀硝酸中，在室温下用磁力搅拌器搅拌35分钟至变为澄清溶液即硝酸亚锡溶液；在硝酸亚锡溶液中加入1ml的二甲基甲酰胺继续采用磁力搅拌器搅拌5分钟；然后加入2ml的二甲基甲酰胺再采用磁力搅拌器搅拌10分钟；

3)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃平放在kw-4b智能型匀胶机的片托上,取80ul硝酸亚锡溶液滴加在掺杂氟的sno2透明导电玻璃上，以7000r的转数旋涂30s；随后将旋涂了一层硝酸亚锡溶液的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到气氛保护箱式炉里150度烧结50分钟，通过燃烧反应得到sno2电子传输层。

图10给出上述条件制备的sno2电子传输层的扫描电镜图，放大倍数1650，可以看到150度下烧结，不加乙酰丙酮做燃料来降低反应温度，制备的sno2电子传输层表面有未反应完全的物质残留。

一种采用sno2电子传输层的钙钛矿太阳电池的制备方法：

钙钛矿太阳电池的结构为透明导电玻璃基底/sno2电子传输层/钙钛矿层/空穴传输层/金电极，器件面积为0.16cm²。sno2电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层逐一的沉积在掺杂氟的sno2透明导电玻璃上，金电极采用蒸镀的方法沉积在空穴传输层的表面。

1.制备sno2电子传输层

(1)刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃

将掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为6cm×1.5cm×2.2mm的长方体，用激光打标机刻蚀掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面，沿长度方向刻蚀一条宽度为3.5mm长度为6cm的痕迹，激光速度为1000(毫米/秒)；功率(％)为100，频率为200hz；

(2)清洗掺杂氟的sno2透明导电玻璃

将刻蚀好的掺杂氟的sno2透明导电玻璃裁成长×宽×厚为1.5cm×1.5cm×2.2mm的小正方体；先将掺杂氟的sno2透明导电玻璃表面用无水乙醇擦拭干净，然后用清洁剂超声15分钟，去离子水超声10分钟，无水乙醇超声10分钟，然后用气流吹干。

(3)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到与五官超短波电疗机相连的处理管中,采用2xz-2型旋片式真空泵将处理管内抽成真空，打开五官超短波电疗机处理20分钟；

(4)制备sno2电子传输层

采用的原料为浓硝酸、锡粉、乙酰丙酮、二甲基甲酰胺与去离子水；所述的二甲基甲酰胺的纯度为99.9％，锡粉的纯度为99.99％，乙酰丙酮的纯度为99.5％；

1)将1ml的浓硝酸边搅拌边加到5ml的去离子水中，配制成稀硝酸；

2)称取23.72mg的锡粉加入1ml的稀硝酸中，在室温下用磁力搅拌器搅拌35分钟至变为澄清溶液即硝酸亚锡溶液；

3)在硝酸亚锡溶液中加入1ml的二甲基甲酰胺继续采用磁力搅拌器搅拌5分钟；然后加入20ul的乙酰丙酮、2ml的二甲基甲酰胺再采用磁力搅拌器搅拌10分钟，配制成乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液；

4)将掺杂氟的sno2透明导电玻璃平放在kw-4b智能型匀胶机的片托上,取80ul乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液滴加在掺杂氟的sno2透明导电玻璃上，以7000r的转数旋涂30s；随后将旋涂了一层乙酰丙酮-硝酸亚锡溶液的掺杂氟的sno2透明导电玻璃放到气氛保护箱式炉里150度烧结50分钟，通过燃烧反应得到sno2电子传输层；

2.制备钙钛矿层

采用的原料为碘化铅、碘甲脒、溴化铅、溴甲胺、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺，碘化铯，所述的碘化铅的纯度为98％、溴化铅的纯度为98％，二甲基亚砜的纯度为99.8％，二甲基甲酰胺的纯度为99.9％，碘化铯的纯度为99.9％；

钙钛矿前驱溶液中碘甲脒与碘化铅的摩尔比为1:1.1，溴化铅与溴甲胺的摩尔比为1:1，加入碘化铯溶液的体积为钙钛矿溶液体积的5％；钙钛矿溶液浓度为1.45mol/l；

1)称取188.36mg的碘化铯加入500ul二甲基亚砜，放到加热板上150度加热溶解，碘化铯溶液降到室温以后再使用；

2)称取668.46mg的碘化铅和212.87mg的溴化铅，分别加入1ml和400ul的二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的混合溶液做溶剂，二甲基甲酰胺和二甲基亚砜以4:1的比例混合。将碘化铅溶液和溴化铅溶液放到180度的加热板上加热，分别加热15分钟和5分钟后从热板上取下，待溶液温度降到室温后再使用；

3)分别称取226.73mg的碘甲脒和64.96mg的溴甲胺加到配好的碘化铅和溴化铅溶液中，晃荡溶解得到澄清的fapbi3溶液和mapbbr3溶液；两瓶溶液静止10分钟后，将fapbi3溶液和mapbbr3溶液按体积比5:1进行混合。

4)取200ul的mapbbr3溶液加到fapbi3溶液中晃荡2分钟，取60ul的碘化铯溶液加到混合溶液中再晃荡2分钟得到钙钛矿前驱溶液，将配好的钙钛矿前驱溶液静置10分钟后再进行旋涂；

5)取80ul的钙钛矿前驱溶液滴加到sno2电子传输层上，采用kw-4b智能型匀胶机先以2000r的转数旋涂10s再以7000r的转数旋涂30s，7000r旋过20s时滴加100ul的氯苯做反溶剂，旋涂结束后立即放到100度加热板上加热1小时即制备了钙钛矿层。

3.制备空穴传输层

采用的原料为spiro-ometad、氯苯、锂盐的乙腈溶液、fk209的乙腈溶液、4叔丁基吡啶，所述的氯苯的纯度为99.5％，锂盐的乙腈溶液的浓度为520mg/ml，fk209的乙腈溶液的浓度为300mg/ml，4叔丁基吡啶的纯度为96％；

1)称取72.3mgspiro-ometad，加入1ml的氯苯，再加入18.5ul的锂盐的乙腈溶液、28.5ul的4叔丁基吡啶、28.5ul的fk209的乙腈溶液，用铝箔纸包好避光放在80度的加热板上加热24小时即得到空穴传输层前驱溶液；

2)取60ul空穴传输层前驱溶液滴加在钙钛矿层上，采用kw-4b智能型匀胶机以4000r的转数旋涂30s，旋涂空穴传输层后器件放在手套箱内氧化12小时，再镀金电极。

4.镀电极

用金做蒸发材料，使用蒸发镀膜机在空穴传输层表面蒸镀一层的金电极，金电极的厚度为80nm,长度为0.55mm,宽度为0.3mm。

以不同的条件制备了sno2电子传输层，并且制备了结构为掺杂氟的sno2透明导电玻璃/sno2电子传输层/钙钛矿吸光层/空穴传输层/金电极的钙钛矿太阳电池，表1是利用chi660d电化学工作站测出的钙钛矿太阳电池的各项参数。am1.5m模拟太阳光由sciencetechinc.uhe-163a级太阳光模拟器替换，光强由kg5系列硅电池标定，大小为100mw/cm²。通过表1中的各项参数可以看出以本发明方法制备的钙钛矿太阳电池的光电转换效率最大，并且有更高的填充因子和光电压。

表1采用不同条件制备的sno2电子传输层的钙钛矿太阳电池的各项参数