【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鈣鈦礦太陽能電池材料，具體為一種酸改性sno2傳輸層鈣鈦礦太陽能電池制備方法。
技術介紹
1、鈣鈦礦太陽能電池由于其高光電轉換效率、低成本和工藝可溶液化等優點，近年來在光伏領域引起了廣泛關注。其中，電子傳輸層(etl)作為鈣鈦礦太陽能電池的關鍵組件之一，對器件的性能和穩定性具有重要影響。二氧化錫(sno2)因其寬帶隙、優異的電子傳輸能力和光學透明性，已被廣泛應用于鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸層。
2、然而，傳統方法制備的sno2膠粒在應用中面臨諸多挑戰，特別是在能級匹配、導電性、表面缺陷和顆粒均一性方面的不足，限制了器件性能的進一步提升。近年來，研究者們為提升sno2電子傳輸層的性能，采用了多種改進方法，包括金屬離子摻雜、表面修飾和納米結構調控等。例如，金屬摻雜能夠有效改善sno2的電子傳輸性能，從而提高太陽能電池的效率；表面修飾則通過降低界面缺陷密度，顯著增強了器件的穩定性。然而，盡管這些改進帶來了一定的進步，傳統的sno2膠粒在實際工業化應用中仍存在諸多問題。首先，能級匹配不足使得sno2與鈣鈦礦層之間的電子傳輸效率較低，進而影響了電池的光電轉換效率。其次，導電性有限，導致sno2膠粒無法有效傳輸電子，增加了器件的內阻。表面缺陷也是一個重要問題，這些缺陷易導致界面復合，進一步降低了光電性能。此外，在大面積涂布過程中，sno2膠粒容易發生聚集，導致薄膜不均勻，進而影響電池的整體穩定性和性能。
3、因此，亟需一種簡單有效的方式來改善sno2膠粒的性能，以滿足大面積和柔性鈣鈦礦太陽能電池工業化生
技術實現思路
1、本專利技術為了解決現有技術中存在的缺陷，提供一種酸改性sno2傳輸層鈣鈦礦太陽能電池制備方法。本專利技術通過使用酸調控sno2膠粒的ph值以制備電子傳輸層材料，該材料可以提高電子傳輸層的能級匹配度、導電性和表面質量，從而提升鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率和穩定性，滿足大面積和柔性電池的工業化生產需求。
2、為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種酸改性sno2傳輸層材料的制備方法，包括：
4、將sn(oh)4依次進行水熱處理、洗滌、干燥和焙燒，得到sno2納米顆粒；
5、將所述sno2納米顆粒分散于分散劑中，用酸調節體系ph為2～8，即得。
6、優選地，所述sn(oh)4來自于四價錫鹽水合物與堿反應生成得到。在本專利技術的一些實施例中，可以是sncl4·5h2o與堿反應生成得到，也可以是sncl2·2h2o經氧化后與堿反應生成得到。
7、優選地，所述水熱處理條件為150～180℃下處理4～6小時。
8、優選地，所述洗滌為洗滌至中性。
9、優選地，所述焙燒條件為400～500℃下焙燒1～2小時。
10、優選地，所述sno2納米顆粒分散于分散劑中，配制得到3～5wt％的sno2膠體溶液。
11、優選地，所述酸選自鹽酸、硝酸、醋酸、草酸、磷酸、硫酸、檸檬酸、氫氟酸、聚丙烯酸中的任意一種或多種。以精確控制sno2膠粒的粒徑、分散性和表面化學性質，根據酸的酸性強度、螯合作用和配位特性，對sno2膠體顆粒進行優化，增強其與鈣鈦礦吸收層的界面匹配。
12、在本專利技術的一些實施例中，所述用酸調節體系ph為2、6、7、7.2、7.3、7.5、8中的任意一者或兩者之間的數值。
13、第二方面，本專利技術提供由所述制備方法制備得到的酸改性sno2傳輸層材料。
14、第三方面，本專利技術提供一種鈣鈦礦太陽能電池，其結構包括透明導電襯底、電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層，空穴傳輸層，金屬電極層，其中電子傳輸層由所述酸改性sno2傳輸層材料制備得到。
15、本專利技術所述鈣鈦礦太陽能電池的結構包括但不限于平面異質結、介孔結構、倒置結構。
16、第四方面，本專利技術提供一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：
17、s1、清潔透明導電襯底；
18、s2、電子傳輸層的制備：將所述酸改性sno2傳輸層材料沉積在所述透明導電襯底上；
19、s3、在所述電子傳輸層上制備鈣鈦礦吸光層；
20、s4、在所述鈣鈦礦吸光層上制備空穴傳輸層；
21、s5、在所述空穴傳輸層上制備金屬電極層。
22、優選地，所述透明導電襯底材料選自fto(摻氟氧化錫)、ito(氧化銦錫)、柔性ito/pen(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、azo(摻鋁氧化鋅)、gzo(摻鎵氧化鋅)中的任意一種。
23、優選地，所述s2中，將所述酸改性sno2傳輸層材料通過旋涂、浸涂、噴涂或刮涂等任意一種方法沉積于透明導電襯底上。
24、優選地，所述s2中沉積過程需經100～180℃退火處理30～60分鐘，所得電子傳輸層的厚度為30～50nm，具體厚度可根據器件需求進行調節。
25、優選地，所述鈣鈦礦吸光層的材料選自mapbixbrycl3-x-y、fapbixbrycl3-x-y、cspbixbrycl3-x-y、cszfa1-zpbixbrycl3-x-y、cszfakma1-z-kpbixbrycl3-x-y、(fapbi3)x(mapbbr3)1-x中的一種或幾種；其中，x＝0～3，y＝0～3，z＝0～3，k＝0～3。
26、優選地，所述s3中具體為：將鈣鈦礦前驅體溶液沉積在所述電子傳輸層上。本專利技術可采用一步法、二步法或多步沉積法，采用旋涂、浸涂、噴涂、刮涂、蒸鍍、原子沉積等任意一種方法沉積于電子傳輸層上，經退火處理形成結晶良好的鈣鈦礦吸收層，厚度為50nm～1μm，具體厚度根據吸光需求和器件設計進行調整。
27、優選地，所述空穴傳輸層材料選自有機材料、無機材料、碳材料中的任意一種或多種，厚度為10nm～500nm，以優化空穴傳輸和界面匹配。
28、優選地，所述有機材料選自spiro-ometad、ptaa、p3ht中的任意一種或多種。
29、優選地，所述無機材料選自niox、cuscn、cui中的任意一種或多種。
30、優選地，所述碳材料為石墨烯和/或碳納米管。
31、優選地，所述金屬電極層通過熱蒸發、電子束蒸發、濺射、印刷等方法沉積，材料可選用金、銀、銅、鋁、鎳、碳基及其合金或復合材料中的任意一種，以滿足導電性、穩定性和成本的綜合要求。
32、本專利技術的有益效果是：
33、本專利技術在制備酸改性sno2傳輸層材料的過程中，核心在于通過酸性調控，精確控制sno2膠體溶液的ph值，以控制sno2膠粒的粒徑、分散性和表面化學性質，根據酸的酸性強度、螯合作用和配位特性，對sno2膠體顆粒進行優化，增強其與鈣鈦礦吸收層的界面匹配。本專利技術方法簡單易行，可控性強，適用于多種酸的調控策略，可根據實際需求選擇合適的酸種類和濃度，具有高度的可調節性和適應性。該方法無需復雜的設備和高溫高壓條件本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種酸改性SnO2傳輸層材料的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述SnO2納米顆粒分散于分散劑中，配制得到3～5wt％的SnO2膠體溶液。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述酸選自鹽酸、硝酸、醋酸、草酸、磷酸、硫酸、檸檬酸、氫氟酸、聚丙烯酸中的任意一種或多種。
4.一種由權利要求1～3任意一種所述的制備方法制備得到的酸改性SnO2傳輸層材料。
5.一種鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，其結構包括透明導電襯底、電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層，空穴傳輸層，金屬電極層，其中電子傳輸層由權利要求4所述的酸改性SnO2傳輸層材料制備得到。
6.一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述透明導電襯底材料選自FTO、ITO、柔性ITO/PEN、AZO、GZO中的任意一種。
8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦吸光層的材料選自MAPbIxBryCl3-x-y、FAPbI
9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述空穴傳輸層材料選自有機材料、無機材料、碳材料中的任意一種或多種。
10.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述金屬電極層材料選自金、銀、銅、鋁、鎳、碳基材料及其合金或復合材料中的任意一種。
...【技術特征摘要】
1.一種酸改性sno2傳輸層材料的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述sno2納米顆粒分散于分散劑中，配制得到3～5wt％的sno2膠體溶液。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述酸選自鹽酸、硝酸、醋酸、草酸、磷酸、硫酸、檸檬酸、氫氟酸、聚丙烯酸中的任意一種或多種。
4.一種由權利要求1～3任意一種所述的制備方法制備得到的酸改性sno2傳輸層材料。
5.一種鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，其結構包括透明導電襯底、電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層，空穴傳輸層，金屬電極層，其中電子傳輸層由權利要求4所述的酸改性sno2傳輸層材料制備得到。
6.一種鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征...
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