1. 研究目的与意义（文献综述）

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。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，基本确立研究思路，完成开题报告。

第4－8周：掌握钙钛矿太阳能电池的原理，基本结构及sno₂电子传输层的特性、制备方法。并分析其作为电子传输层对太阳能电池的影响包括光电转换效率、稳定性、量子效率等。

第9-11周：充分利用实验室已有实验原料及器材，完成钙钛矿太阳能电池的制备。

4. 参考文献（12篇以上）

1. dong q, shi y, kai w, etal. insight into perovskite solar cells based on sno 2 compactelectron-selective layer[j]. journal of physical chemistry c, 2015,119(19):150415040655003.

2. ke w, fang g, liu q, etal. low-temperature solution-processed tin oxide as an alternative electrontransporting layer for efficient perovskite solar cells.[j]. journal of theamerican chemical society, 2015, 137(21):6730-6733.

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