面对当前能源危机及环境污染问题, 太阳能作为一种可再生能源, 是满足全球范围内日益增长的能源需求的重要方法之一.钙钛矿太阳能电池因其制作成本低、工艺简单、能量转换效率较高等优点，近年来受到了广泛的关注。其中，电子传输层是决定钙钛矿太阳能电池性能的重要组成部分，SnO₂作为电子传输层具有高电子迁移率、完美的稳定性、合适的禁带宽度、与钙钛矿相匹配的能级等优点。同时SnO₂还可在低温条件下进行制备，使得钙钛矿太阳能电池在柔性基底上的发展成为了可能。这些优异的特性使其在太阳能电池和光-电能量转换材料上具有广泛的应用前景。

SnO₂首次作为电子传输材料应用在钙钛矿太阳能电池中是在2015年，Matingli等采用高温烧结的SnO₂晶态薄膜作为电子传输层，制备了介孔结构的器件并与TiO₂基器件进行了比较，发现SnO2基器件具有更高的短路电流，可以作为高效钙钛矿太阳能电池的电子传输层。^[1]同年KeWeijun等采用低温溶胶－凝胶法制备的SnO₂薄膜制备了平板型钙钛矿太阳能电池研究发现SnO₂薄膜具有良好的光学及电学特性，其电子迁移率高，通过优化参数获得了17.21%的光电转换效率，与同期TiO₂基介孔器件性能相当。^[2]随后，Juan Pablo Correa Baena等采用原子层沉积的方法制备了SnO₂薄膜^[3]。最近，中科院半导体所Jiang Qi等采用商用的SnO₂胶体溶液通过旋涂制备了SnO₂薄膜，他们的研究结果也表明SnO₂与制备的钙钛矿材料十分匹配，通过改变钙钛矿材料的制备工艺等，获得了经公证的20.9%的效率，也是目前平板型钙钛矿太阳能电池的最高转化效率纪录^[4]。

相对于国际研究者的研究热点集中在平板钙钛矿太阳能电池上，国内的研宄者更偏向于SnO₂基器件的柔性应用以及基于SnO₂基的介孔结构的研究上。2017年，清华大学Wang Liduo等研宄发现，通过控制环境条件可以实现低温水解获得晶态的SnO₂胶体溶液，在80℃获得了16.11%的效率^[5]；而武汉大学Fang Guojia等则通过采用硫脲作为表面活性剂，使其制备的柔性器件也获得了16.97%的效率^[6]。

2. 研究的基本内容与方案

设计基本内容

学习钙钛矿太阳能电池制备基本原理和方法，熟悉制备流程，基于实验室现有的实验仪器以及药品，自主完成基于SnO₂电子传输层的钙钛矿太阳能电池的制备，并对已制备钙钛矿太阳能电池的光电转换效率进行检测分析。

设计目标

1） 查阅国内外相关文献，了解钙钛矿太阳能电池基本结构、工作原理以及目前研究状况。

2） 熟悉实验室现有仪器的使用方法、操作要领，熟练掌握一种钙钛矿太阳能电池制备方法及流程。

3） 完成基于SnO₂电子传输层钙钛矿太阳能电池的制备以及光电转换效率分析检测。