1. 研究目的与意义（文献综述）
近年来，钙钛矿太阳能电池发展迅速，在2013年《science》评为国际十大科技进展之一。到现在为止，国际认证的钙钛矿的效率已经高达22.1%。并且还在向着更高的效率去发展。其具有原材料来源丰富，制备工艺简单，光电转换效率高等优点，因此具有很高的商业价值[1]。
在电池中电子传输层起到阻挡空穴传导电子从而减少复合的作用，是钙钛矿太阳能电池的关键的部分，其中与tio2相比，sno2具有更高的电子迁移率有利于减小串联电阻提高电池性能。sno2 的导带较tio2低，有利于电子从钙钛矿注入到电子传输层中。同时sno2比tio2禁带宽度大，基本不吸收紫外光，基本不发生光降解有利于器件的稳定。利用钝化剂可以使钙钛矿表面结晶得到有效钝化，具有纯相结晶、无针孔、化学元素分布均一、表面势梯度小等优点，可提高其稳定性。sno2在许多成功的最先进的钙钛矿太阳能电池（perovskite solar cells, pscs）中得到了很好的研究，因为它具有良好的特性，如高迁移率，宽带隙，深导带和价带[2]。2015年，报道了第一个平面pscs，使用低温溶胶衍生的sno2纳米晶体电子传输层（electron transport layer, etl），其功率转换效率超过17％。从那时起，许多其他团体也报告了基于sno2 etl的高性能pscs。sno2平面pscs目前在平面配置器件中表现最高转换效率为21.6％，接近于一直保持记录的tio2介孔pscs，表明它们在pscs中具有作为etl的高潜力[3]。应用sno2作为etl的主要问题是它在高温工艺中遭受退化，并且与钙钛矿相比其低得多的导带可能导致pscs的电压损失。经过近些年不断的进步，pscs 的光电转换效率（photoelectric conversion efficiency, pce)获得了迅速提升，但还是有急需解决的问题，比如选择各层的材料、制备方式的简化，工艺的完善以及pscs的重复性和稳定性等。对于pscs而言，纳米结构半导体etl是其不可缺少的组成成分，低廉、有效的etl是制备成本低价、性能高效的pscs的前提条件。当前，在文献中阐述的etl材料以来源于燃料敏化纳米晶体太阳能电池（dye-sensitized solar cells, dsscs）的tio2或价格不菲的富勒烯的衍生物pcbm为主要物质[3]，与tio2和pcbm相比，sno2拥有以下非常好的优点:
（1） sno2与其他金属氧化物类比，展示出更加快速的电子迁移率和更大的扩散系数，所以就大大地促进了电子在界面的传送速度，减少复合概率;
2. 研究的基本内容与方案
研究的基本内容
介孔层位于致密层的上方，是钙钛矿太阳能电池的可选膜层结构。介孔层的主要作用是作为钙钛矿层的支架或多孔的载体，从而有利于钙钛矿敏化剂膜层均匀和致密成膜。二氧化锡（sno2）是一种宽直接带隙n型半导体材料，在300k时带宽为3.6ev，比tio2导带位置低，有利于电子从钙钛矿注入电子传输层，研究sno2介孔层材料的制备方法，寻求最优制备方法优化电池性能。
研究目标
（1）查阅文献，掌握钙钛矿太阳能电池的原理。
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，熟悉实验基本步骤，确立研究思路、技术方案和措施，完成开题报告。第4－8周：掌握钙钛矿太阳能电池的原理、介空层的作用及介孔层的可行材料，不断熟悉基本实验步骤。
第9－12周：研究二氧化锡纳米材料的制备方法，通过多次实验寻求最优制备方法优化电池性能。
第13－15周：完成并修改毕业论文。
4. 参考文献（12篇以上）
[2]wu j, lan z, lin j, et al. electrolytes in dye-sensitized solar cells[j]. chemical reviews,2015, 115(5): 2136~2173.
[3]l.xiong, y.guo, j.wen, et al. review on the application of sno2 in perovskite solar cells[j]. advanced functional materials, 2018, 1802757:1-18.
[4]suematsu k, shin y, hua z, et al. nanoparticle cluster gas sensor: controlled clustering of sno2 nanoparticles for highly sensitive toluene detection[j]. acs applied materials amp;interfa ces, 2014, 6(7): 5319~5326.
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