本发明涉及太阳能电池,具体涉及一种电子传输层的制备方法及钙钛矿太阳能电池。
背景技术:
1、在钙钛矿太阳能电池中,电子传输层对光电转换效率和稳定性等有着重要的影响。目前,电子传输层多采用氧化锡、氧化钛或者氧化锌等单层结构,存在钙钛矿太阳能电池的光电转换效率较低以及稳定性较差的问题;另外,电子传输层的制备方法也会影响钙钛矿太阳能电池的产业化生产。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提出一种电子传输层的制备方法及钙钛矿太阳能电池,旨在解决现有的钙钛矿太阳能电池中,电子传输层多为氧化锡的单层结构,存在钙钛矿太阳能电池的光电转换效率较低以及稳定性较差的问题。
2、为实现上述目的,本发明提出一种电子传输层的制备方法,所述电子传输层包括设于导电基板上的氧化钛层,以及设于所述氧化钛层上的氧化锡层;所述电子传输层的制备方法包括以下步骤:
3、将第一前驱体溶液涂覆于所述导电基板上,退火,得到氧化钛层;其中,所述第一前驱体溶液包括钛酸丁酯;
4、在所述氧化钛层上制备氧化锡层,得到所述电子传输层。
5、可选地,将第一前驱体溶液涂覆于所述导电基板上,退火,得到氧化钛层的步骤中:
6、所述第一前驱体溶液中钛酸丁酯的摩尔浓度为5mmol/l~200mol/l;和/或,
7、所述第一前驱体溶液还包括2-甲氧基乙醇以及乙酰丙酮;和/或,
8、所述退火的温度为450℃~500℃;和/或,
9、所述退火的时间为30min~120min。
10、可选地,将第一前驱体溶液涂覆于所述导电基板上,退火,得到氧化钛层的步骤中,所述涂覆的方式为旋涂。
11、可选地,所述旋涂的速度为2000rpm~5000rpm;和/或,
12、所述旋涂的时间为20s~40s。
13、可选地,在所述氧化钛层上制备氧化锡层,得到所述电子传输层的步骤包括:
14、将第二前驱体溶液涂覆于所述氧化钛层上,退火,得到所述氧化锡层;其中,所述第二前驱体溶液包括氯化亚锡。
15、可选地,将第二前驱体溶液涂覆于所述氧化钛层上,退火,得到所述氧化锡层的步骤中:
16、所述第二前驱体溶液中氯化亚锡的摩尔浓度为1mmol/l~200mmol/l;和/或,
17、所述第二前驱体溶液还包括乙醇;和/或,
18、所述退火的温度为180℃~210℃;和/或,
19、所述退火的时间为15min~60min。
20、可选地,将第二前驱体溶液涂覆于所述氧化钛层上,退火,得到所述氧化锡层的步骤中,第二前驱体溶液分两步旋涂于所述氧化钛层上。
21、可选地,第一步旋涂的速度为1000rpm~2000rpm;和/或,
22、第一步旋涂的加速度为500rpm/s~700rpm/s;和/或,
23、第一步旋涂的时间为10s~15s;和/或,
24、第二步旋涂的速度为5000rpm~6000rpm;和/或,
25、第二步旋涂的加速度为1000rpm/s~2000rpm/s;和/或,
26、第二步旋涂的时间为10s~15s。
27、可选地,所述第二前驱体溶液还包括氯化铟。
28、可选地,所述第二前驱体溶液中氯化铟的质量浓度为5g/l~20g/l。
29、本发明还提出一种钙钛矿太阳能电池,包括导电基板以及设于所述导电基板上的电子传输层,所述电子传输层由上述的电子传输层的制备方法制得。
30、可选地,所述钙钛矿太阳能电池还包括依次设于所述电子传输层上的钙钛矿层、空穴传输层以及金属背电极。
31、本发明还提出一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,包括以下步骤:
32、通过上述的电子传输层的制备方法在导电基板上制备电子传输层;
33、在所述电子传输层上依次制备钙钛矿层、空穴传输层以及金属背电极,得到钙钛矿太阳能电池。
34、本发明的技术方案中,在导电基板上制备由钛酸丁酯制得的致密氧化钛层,再在致密氧化钛层上叠加氧化锡层,制得双层结构的电子传输层,其费米能级(-4.01ev)与氧化钛单层结构的费米能级(-3.98ev)接近,双层结构中的氧化锡层可以作为一个屏障,有效阻止氧化钛导带中的电子与钙钛矿层中的空穴复合,增强钙钛矿太阳能电池的空穴阻挡能力,进而能够提高钙钛矿太阳能电池的填充因子、光电转换效率以及稳定性;同时,氧化钛层采用溶液涂覆的方式制备,能够放大生产,有利于促进产业化生产。
1.一种电子传输层的制备方法,其特征在于,所述电子传输层包括设于导电基板上的氧化钛层,以及设于所述氧化钛层上的氧化锡层;所述电子传输层的制备方法包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的电子传输层的制备方法,其特征在于,将第一前驱体溶液涂覆于所述导电基板上,退火,得到氧化钛层的步骤中:
3.如权利要求1所述的电子传输层的制备方法,其特征在于,将第一前驱体溶液涂覆于所述导电基板上,退火,得到氧化钛层的步骤中,所述涂覆的方式为旋涂。
4.如权利要求3所述的电子传输层的制备方法,其特征在于,所述旋涂的速度为2000rpm~5000rpm;和/或,
5.如权利要求1所述的电子传输层的制备方法,其特征在于,在所述氧化钛层上制备氧化锡层,得到所述电子传输层的步骤包括:
6.如权利要求5所述的电子传输层的制备方法,其特征在于,将第二前驱体溶液涂覆于所述氧化钛层上,退火,得到所述氧化锡层的步骤中:
7.如权利要求5所述的电子传输层的制备方法,其特征在于,将第二前驱体溶液涂覆于所述氧化钛层上,退火,得到所述氧化锡层的步骤中,第二前驱体溶液分两步旋涂于所述氧化钛层上。
8.如权利要求7所述的电子传输层的制备方法,其特征在于,第一步旋涂的速度为1000rpm~2000rpm;和/或,
9.如权利要求5所述的电子传输层的制备方法,其特征在于,所述第二前驱体溶液还包括氯化铟。
10.如权利要求9所述的电子传输层的制备方法,其特征在于,所述第二前驱体溶液中氯化铟的质量浓度为5g/l~20g/l。
11.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,包括导电基板以及设于所述导电基板上的电子传输层,所述电子传输层由权利要求1~10任意一项所述的电子传输层的制备方法制得。
12.如权利要求11所述的钙钛矿太阳能电池,其特征在于,还包括依次设于所述电子传输层上的钙钛矿层、空穴传输层以及金属背电极。
13.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: