[发明专利]一种电子传输层及其制备方法和应用

说明书

本发明属于钙钛矿太阳能电池技术领域，本发明提供了一种电子传输层，包括：基底；设置在所述基底表面的金属Ti种子层；设置在所述金属Ti种子层表面的二氧化钛纳米片阵列。本发明还提供了一种一步法制备的彩色电子传输层的钙钛矿太阳能电池，在导电基底表面原位生长二氧化钛纳米片阵列，这种亚波长尺寸的微纳结构对光线的散射、衍射等作用，使其显示出结构色。本发明提供的电子传输层能够用于制备得到彩色钙钛矿电池。

技术领域

本发明属于钙钛矿太阳能电池技术领域，尤其涉及一种电子传输层及其制备方法和应用。

背景技术

彩色钙钛矿太阳能电池能够满足市场对光伏组件的美学需求，在建筑光伏一体化领域具有潜在的应用价值。目前，彩色钙钛矿电池的色彩化技术主要包括三类，第一类是在盖板玻璃表面直接涂覆一层颜料；第二类是调控钙钛矿层带隙；第三类是基于结构色的色彩化技术，具有不易褪色、对比度高的特点，因此受到广泛关注。结构色即通过制备特殊形貌的纳米结构来反射特定波段的可见光，如纳米球、纳米腔等，通常采用牺牲模板法或光刻法等，制备步骤繁琐、成本高且不利于大面积制备。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电子传输层及其制备方法和应用，本发明提供的电子传输层在基体表面原位生长二氧化钛纳米片阵列，用于获得彩色钙钛矿电池。

本发明提供了一种电子传输层，包括：

基底；

设置在所述基底表面的金属Ti种子层；

设置在所述金属Ti种子层表面的二氧化钛纳米片阵列。

优选的，所述金属Ti种子层的厚度为5～20nm。

优选的，所述二氧化钛纳米片阵列中二氧化钛纳米片的厚度为5～50nm，二氧化钛纳米片的长度为50nm～2μm。

优选的，所述金属Ti种子层和二氧化钛纳米片阵列的总厚度为200～500nm。

本发明提供了一种上述技术方案所述的电子传输层的制备方法，包括：

在基底表面制备金属Ti种子层；

在所述金属Ti种子层表面采用化学气相沉积法制备得到二氧化钛纳米片阵列。

优选的，所述制备金属Ti种子层的方法选自热蒸镀法、磁控溅射法或原子层沉积法。

优选的，所述化学沉积法过程中的Ti源置于低温区，基底位于高温区，低温区由石英管链接，通入N₂/O₂混合气体。

优选的，所述钛源选自乙酰丙酮钛、叔丁醇钛、钛酸甲酯、钛酸异丙酯中的一种或几种。

优选的，所述低温区的温度为100～300℃，所述高温区的温度为400～800℃，所述N₂/O₂混合气体中O₂的体积含量为1～5％。

本发明提供了一种钙钛矿电池，包括：

上述技术方案所述的电子传输层；

设置在所述电子传输层二氧化钛纳米片阵列表面的钙钛矿层；

设置在所述钙钛矿层表面的空穴传输层；

设置在所述空穴传输层表面的电极。

本发明提供了一种一步法制备的彩色电子传输层的钙钛矿太阳能电池，在导电基底表面原位生长二氧化钛纳米片阵列，这种亚波长尺寸的微纳结构对光线的散射、衍射等作用，使其显示出结构色。

附图说明

图1为本发明实施例中气相沉积法制备二氧化钛纳米片阵列的示意图；