[发明专利]一种基于离子液体的复合电子传输层及钙钛矿太阳电池

说明书

本发明涉及一种基于离子液体的复合电子传输层及钙钛矿太阳电池,其特征在于复合电子传输层由二氧化钛层及离子液体层构成，其中二氧化钛层采用离子液体辅助微波低温原位合成法进行合成。该法制备方法简单、可操作性强、反应温度低且不需高温退火、反应时间短、成本低、绿色环保，可获得高纯度、尺寸均匀、高性能的二氧化钛电子传输层材料。离子液体层采用固态离子液体溶解在溶剂中旋涂在制备的二氧化钛层上，低温烧结处理后可得基于离子液体的复合电子传输层。所制备的钙钛矿太阳电池具有更高的光电转换效率，且有效降低了生产工艺损耗、缩短了生产周期并降低了成本，尤其适用于柔性电池制备。

技术领域

本发明涉及光伏领域，特别涉及一种基于离子液体的复合电子传输层及钙钛矿太阳电池。

背景技术

太阳电池是利用太阳能的直接有效方式之一，提高太阳电池的光电转换效率并降低成本是当前的核心课题。钙钛矿太阳电池作为一种新型全固态光伏器件，近年效率发展飞速，目前已超过23％，已达到商业化的水平。由于其具有效率高、成本低、工艺简单、易于大规模生产等诸多优点被认为是最具有产业化实力的新型太阳电池。

钙钛矿太阳电池基本结构通常由导电基底、电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层及金属电极组成。电子传输层作为钙钛矿太阳电池的重要组成部分，其性能直接影响器件的光电转换效率。当前的电子传输材料通常为二氧化钛、氧化锌、二氧化锡等。上述材料在制备电子传输层的过程中，反应温度较高且需要高温退火，增大了工艺损耗及电池的成本，不利于大规模工业化生产。此外当前的电子传输层存在载流子迁移率低、高缺陷态等严重制约和影响了电子的转移过程及器件的效率及稳定性。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种基于离子液体的复合电子传输层及钙钛矿太阳电池，复合电子传输层由二氧化钛层及离子液体层构成，其中二氧化钛电子传输层通过一种离子液体辅助微波低温原位合成法进行合成，该法方法简单、可操作性强、反应温度低且不需高温退火、时间短、成本低、能耗小，可获得高纯度、尺寸均匀、光学性能良好的二氧化钛电子传输层材料。离子液体层采用固态离子液体溶解在溶剂中旋涂在制备的二氧化钛层上，低温烧结处理后可得基于离子液体的复合电子传输层。所制备的钙钛矿太阳电池具有更高的光电转换效率。

本发明提供的解决方案是：一种基于离子液体的复合电子传输层,其特征在于所述复合电子传输层由二氧化钛层及离子液体层构成，其中二氧化钛层采用离子液体辅助微波低温原位合成法进行合成。

本发明所述的离子液体辅助微波低温原位合成法包括如下步骤：

(5)将氯化钛/钛酸四丁酯/氟化钛的水溶液/醇溶液及功能化离子液体混合均匀；

(6)将干净的导电基底置于反应液中；

(7)反应液在50℃-70℃下微波加热反应；

(8)自然冷却后导电基底分别用水、乙醇冲洗后80℃干燥后获得在导电基底上原位生长的电子传输层。