[发明专利]二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层的制备方法及其在钙钛矿太阳能电池中的应用

权利要求书

1.一种基于二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、将氯化亚锡、AB_x·nH₂O、硫源化合物、硫脲分散在去离子水中；所述化合物AB_x·nH₂O，其中A为Sn、In、Cd、Ag、Pb、Cu等金属离子中的一种或其混合物，B为Cl^-、NO₃^-、CH₃COO^-等阴离子中的一种或其混合物，下标x为4，3，2或1，系数n为5，4，2.5或0；

(2)、在一定温度下敞口搅拌一定时间；

(3)、将所得混合溶液离心并过滤，获得二氧化锡/金属硫化物复合物分散均匀的溶液；

(4)、将所得二氧化锡/金属硫化物复合物溶液先预热，然后旋涂在FTO导电玻璃基体上，并低温退火，获得二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层；

(5)、配制浓度为0.9～1.2mol/L的溴化铅的DMF溶液，配制浓度为0.04～0.09mol/L的溴化铯的甲醇溶液；

(6)、将所述的溴化铅的DMF溶液旋涂在所得的二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层上，退火获得溴化铅薄膜；将所述的溴化铯的甲醇溶液旋涂在溴化铅薄膜上，退火，并重复此步骤多次，获得CsPbBr₃钙钛矿薄膜；

(7)、在钙钛矿吸光层上刮涂导电碳浆料，加热固化，获得背电极，组装成基于二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层的钙钛矿太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的一种基于二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的硫源化合物为硫代甲酰胺、硫代乙酰胺、硫代硫酸钠中的一种或其混合物。

3.根据权利要求1所述的一种基于二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中氯化亚锡加入的量为0.05～0.5mol/L，AB_x·nH₂O加入的量为0.01～0.1mol/L，硫源化合物加入的量为0.01～0.1mol/L，硫脲加入的量为0.05～0.5mol/L。

4.根据权利要求1所述的一种基于二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)的搅拌温度为25～95度，搅拌速度为500～2000转/分，搅拌的时间为12～72小时。

5.根据权利要求1所述的一种基于二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)离心的转速为7000～10000转/分钟，离心时间为5～20分钟，过滤的滤膜孔径为0.20～0.5微米，得到的溶液中二氧化锡/金属硫化物的尺寸为2～8nm。

6.根据权利要求1所述的一种基于二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中二氧化锡/金属硫化物复合溶液先在50～95度下加热0.5～1.5小时，然后在1000～3000转/分下旋涂，时间为20～50秒，最后在150～250度下退火0.5～2小时，从而获得二氧化锡/金属硫化物复合薄膜，薄膜厚度为10～50nm。

7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法制得基于二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层的钙钛矿太阳能电池。

8.根据权利要求7所述的基于二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层的钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述钙钛矿太阳能电池的开路电压为1.2～1.65V、短路电流密度为6～8.5mA·cm^-2、填充因子为0.70～0.85、光电转化效率为6％～11％。

9.根据权利要求7所述的基于二氧化锡/金属硫化物复合电子传输层的钙钛矿太阳能电池在作为光伏器件中的应用。