【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鈣鈦礦太陽能電池，尤其涉及一種石墨炔原位生長的電子傳輸層及其制備方法和其靶向管理太陽能電池中氧化錫表面氧空位的應用。
技術介紹
1、由于具有優異的光電特性，有機-無機鹵化物鈣鈦礦材料在下一代光伏器件中備受關注，并顯示出光明的應用前景。近些年來，鈣鈦礦太陽能電池(pscs)的光電轉換效率(pce)已經從3.8％迅速提高到了26.5％。其中，sno2作為高效的電子傳輸層在相應器件光電轉換效率獲得的最新突破中發揮了關鍵作用，并表現出巨大的發展潛力。雖然sno2具有獨特的優勢(例如良好的能級排列、高透過率、高電子遷移率、以及低溫狀態下易于加工等)，但在薄膜制備和溶液旋涂過程中，仍然不可避免在sno2表面形成大量缺陷。sno2表面主要存在三種類型的缺陷：氧空位(vo)、配位不飽和的sn懸掛鍵、以及與一個sn位點結合的堿性末端-oh和與兩個sn位點結合的酸橋-oh。
2、氧空位的存在反映了sno2薄膜的非化學計量性，意味著表面不同氧化態sn懸掛鍵的存在，這在很大程度上影響了sno2/鈣鈦礦(pvsk)界面處的化學環境和光電性能，進而限制了界面處電荷傳輸性能和上層鈣鈦礦的晶體生長。同時，sno2表面的氧空位也會顯著影響sno2?etl本身的電學和化學特性。因為氧空位兩個給電子能級在sno2?etl導帶最小值以下，可以強烈地影響與這兩個給電子能級相關的電子濃度，因此sno2?etl的電導率與氧空位的數量密切相關。此外，氧空位通常具有正電荷中心，這些正電荷中心容易充當電子捕獲陷阱，形成阻礙電子傳遞的勢壘，因此載流子濃度與
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種石墨炔原位生長的電子傳輸層及其制備方法和其靶向管理太陽能電池中氧化錫表面氧空位的應用。
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
3、一種電子傳輸層，電子傳輸層為表面原位生長石墨炔鈍化層的sno2薄膜。
4、一種所述的電子傳輸層的制備方法，通過glaser-hay偶聯反應在sno2etl表面實現石墨炔的原位生長，使其與其表面形成界面鈍化層，即得。
5、進一步的說，將帶有sno2薄膜的基底加入至反應容器中依次加入碘化亞銅、丙酮、吡啶和n,n,n',n'-四甲基乙二胺，而后再向體系中加入前驅體溶液，混勻后將反應器置于50-60℃的氬氣氛圍中避光進行反應(避免光的照射誘導反應的進行)，反應后洗滌即得表面原位生長石墨炔鈍化層的sno2薄膜。
6、所述前驅體溶液為六乙炔基苯(heb)前體分子溶于丙酮(濃度控制在0.13-0.67mg/ml)；反應體系內催化劑碘化亞銅的用量為0.005-0.013mmol，丙酮、吡啶與n,n,n',n'-四甲基乙二胺的體積比為100:1:1-100:1:10。
7、所述帶有sno2薄膜的基底為通過sno2前驅體溶液旋涂于基底上獲得。
8、所述sno2薄膜是將sno2膠體溶液(15％的水膠體分散液)用超純水進行稀釋，得到sno2:h2o＝1:3-1:5(v:v)，超聲分散15-30min，即得到sno2前驅體溶液；然后在勻膠機上以3000-4000rpm的轉速旋涂到基底上，旋涂時間為30-40s，并在150℃下退火15-30min，冷卻至室溫后待用。
9、一種所述的電子傳輸層的應用，所述電子傳輸層在制備有機無機鹵化物鈣鈦礦太陽能電池中的應用。
10、一種有機無機鹵化物鈣鈦礦太陽能電池，太陽能電池包括從下至上依次排列的透明導電襯底、電子傳輸層、鈣鈦礦活性層、鈣鈦礦修飾層、空穴傳輸層以及金屬對電極，所述電子傳輸層為所述表面原位生長石墨炔鈍化層的sno2薄膜。
11、進一步的說于sno2?etl表面通過墨炔原位生長靶向管理太陽能電池中氧化錫表面氧空位，成功構建了一個界面鈍化通道。
12、所述的石墨炔原位生長是通過在sno2?etl表面進行glaser-hay偶聯反應實現的。將六乙炔基苯(heb)前體分子溶于丙酮中作為前驅體溶液，在含有銅箔和fto(sno2)的反應瓶中依次加入碘化亞銅、丙酮、吡啶和n,n,n',n'-四甲基乙二胺，開始緩慢滴加前驅體溶液。該反應在60℃的氬氣氛圍中避光進行。由于炔鍵與氧空位之間的強電子相互作用，六乙炔基苯(heb)前體分子能夠靶向錨定在sno2表面的氧空位上。隨著前體分子的交叉偶聯，石墨炔便可直接在sno2薄膜上原位生長，根據不同的反應時間對原位生長過程進行監測。反應結束后，用去離子水、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和丙酮多次洗滌，最終在sno2薄膜上成功得到原位生長的石墨炔鈍化層(fto/sno2/gdy)。
13、一種所述的有機無機鹵化物鈣鈦礦太陽能電池的制備方法：于基底表面形成sno2電子傳輸層，將其按上述記載于傳輸層表面形成原位生長石墨炔鈍化層；而后在該層表面通過旋涂法沉積方式將鈣鈦礦前體溶液修飾于其上獲得鈣鈦礦活性層薄膜；
14、進一步在上述形成的鈣鈦礦活性層薄膜表面旋涂含苯乙基碘化銨(peai)溶液，在鈣鈦礦活性層薄膜表面形成鈣鈦礦修飾層；形成后通過旋涂方式修飾空穴傳輸層，老化處理，處理后制備金屬對電極，即獲得太陽能電池。
15、所述鈣鈦礦前驅體溶液為稱取912.8mg?pbi2(1.98m)、309.6mg?fai(1.8m)、42.5mg?macl(0.63m)和57.4mg?cspbbr3(0.1m)在1000μl混合溶劑(dmf:dmso＝4:1,v:v)中混合，在渦旋振蕩器上持續振搖2h，溶解混合充分，得到鈣鈦礦前驅體溶液。
16、所述spiro-ometad前驅體溶液采用氯苯作為溶劑，每1000μl的溶劑中含有80-100mg的spiro-ometad粉體、25-30μl的四叔丁基吡啶溶液和10-20μl的溶有雙-三氟甲烷磺酰亞胺鋰的乙腈溶液，10-20μl的溶有fk209?co(iii)tfsi的乙腈溶液，而乙腈溶液中雙-三氟甲烷磺酰亞胺鋰的濃度為520mg/ml，fk209?co(iii)tfsi的濃度為350mg/ml。
17、具體為：
18、步驟(1)商業購買的刻蝕fto玻璃基底使用玻璃洗滌劑、去離子水、丙酮和異丙醇分別超聲處理15min，然后用氮氣吹干，再等離子體處理15min；
19、步驟(2)：將從sno2溶液(15％的水膠體分散液)用超純水進行稀釋，在3700rpm的轉速下于基底表面旋涂30s，然后在150℃的加熱板上退火15min，制得sno2電子傳輸層；...
【技術保護點】
1.一種電子傳輸層，其特征在于：電子傳輸層為表面原位生長石墨炔鈍化層的SnO2薄膜。
2.一種權利要求1所述的電子傳輸層的制備方法，其特征在于：通過Glaser-Hay偶聯反應在氧化錫電子傳輸層表面實現石墨炔的原位生長，使其與其表面形成界面鈍化層，即得。
3.根據權利要求2所述的電子傳輸層的制備方法，其特征在于：將帶有SnO2薄膜的基底加入至反應容器中依次加入碘化亞銅、丙酮、吡啶和N,N,N',N'-四甲基乙二胺，而后再向體系中加入前驅體溶液，混勻后將反應器置于50-60℃的氬氣氛圍中避光進行反應(避免光的照射誘導反應的進行)，反應后洗滌即得表面原位生長石墨炔鈍化層的SnO2薄膜。
4.根據權利要求2所述的電子傳輸層的制備方法，其特征在于：所述前驅體溶液為六乙炔基苯(HEB)前體分子溶于丙酮(濃度控制在0.13-0.67mg/ml)；反應體系內催化劑碘化亞銅的用量為0.005-0.013mmol，丙酮、吡啶與N,N,N',N'-四甲基乙二胺的體積比為100:1:1-100:1:10。
5.根據權利要求2所述的電子傳輸層的制備方法，其
6.根據權利要求5所述的電子傳輸層的制備方法，其特征在于：所述SnO2薄膜是將SnO2膠體溶液(15％的水膠體分散液)用超純水進行稀釋，得到SnO2:H2O＝1:3-1:5(v:v)，超聲分散15-30min，即得到SnO2前驅體溶液；然后在勻膠機上以3000-4000rpm的轉速旋涂到基底上，旋涂時間為30-40s，并在150℃下退火15-30min，冷卻至室溫后待用。
7.一種權利要求1所述的電子傳輸層的應用，其特征在于：所述電子傳輸層在制備有機無機鹵化物鈣鈦礦太陽能電池中的應用。
8.一種有機無機鹵化物鈣鈦礦太陽能電池，太陽能電池包括從下至上依次排列的透明導電襯底、電子傳輸層、鈣鈦礦活性層、鈣鈦礦修飾層、空穴傳輸層以及金屬對電極，其特征在于：所述電子傳輸層為權利要求1所述表面原位生長石墨炔鈍化層的SnO2薄膜。
9.一種權利要求8所述的有機無機鹵化物鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于：于基底表面形成SnO2電子傳輸層，將其按照權利要求3中記載于傳輸層表面形成原位生長石墨炔鈍化層；而后在該層表面通過旋涂法沉積方式將鈣鈦礦前體溶液修飾于其上獲得鈣鈦礦活性層薄膜；
...【技術特征摘要】
1.一種電子傳輸層，其特征在于：電子傳輸層為表面原位生長石墨炔鈍化層的sno2薄膜。
2.一種權利要求1所述的電子傳輸層的制備方法，其特征在于：通過glaser-hay偶聯反應在氧化錫電子傳輸層表面實現石墨炔的原位生長，使其與其表面形成界面鈍化層，即得。
3.根據權利要求2所述的電子傳輸層的制備方法，其特征在于：將帶有sno2薄膜的基底加入至反應容器中依次加入碘化亞銅、丙酮、吡啶和n,n,n',n'-四甲基乙二胺，而后再向體系中加入前驅體溶液，混勻后將反應器置于50-60℃的氬氣氛圍中避光進行反應(避免光的照射誘導反應的進行)，反應后洗滌即得表面原位生長石墨炔鈍化層的sno2薄膜。
4.根據權利要求2所述的電子傳輸層的制備方法，其特征在于：所述前驅體溶液為六乙炔基苯(heb)前體分子溶于丙酮(濃度控制在0.13-0.67mg/ml)；反應體系內催化劑碘化亞銅的用量為0.005-0.013mmol，丙酮、吡啶與n,n,n',n'-四甲基乙二胺的體積比為100:1:1-100:1:10。
5.根據權利要求2所述的電子傳輸層的制備方法，其特征在于：所述帶有sno2薄膜的基底為通過sno2前驅體溶...
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