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专利号: 2019100032645
申请人: 西安石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

3+

1.一种钙钛矿太阳电池的电子传输层,其特征在于,由掺杂了Sm 离子的TiO2即TiO2:3+ 3+ 3+ 3+

Sm ,和掺杂了Eu 离子的ZnGa2O4即ZnGa2O4:Eu 两层薄膜组成,TiO2:Sm 沉积在掺氟氧化3+ 3+ 3+ 3+

锡基体(FTO)上,ZnGa2O4:Eu 沉积在TiO2:Sm 上,TiO2:Sm 薄膜和ZnGa2O4:Eu 薄膜之间存3+ 3+

在清晰的界面,TiO2:Sm 薄膜和ZnGa2O4:Eu 薄膜均呈现均匀致密全覆盖的状态;所述的3+ 3+ 3+

TiO2:Sm 薄膜中Sm元素的掺杂量占TiO2:Sm 薄膜总质量的百分比为3~6%,ZnGa2O4:Eu3+

薄膜中Eu元素的掺杂量占ZnGa2O4:Eu 薄膜总质量的百分比为4~8%。

2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳电池的电子传输层,其特征在于,所述的TiO2:3+ 3+

Sm 薄膜和ZnGa2O4:Eu 薄膜的厚度均为40‑100nm。

3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳电池的电子传输层,其特征在于,所述的TiO2:3+ 3+

Sm 薄膜由尺寸小于10纳米的TiO2:Sm 纳米颗粒组成。

4.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳电池的电子传输层,其特征在于,所述的3+ 3+

ZnGa2O4:Eu 薄膜由尺寸小于15纳米的ZnGa2O4:Eu 纳米颗粒组成。

5.一种钙钛矿太阳电池的电子传输层其制备方法,其特征在于,包括以下步骤:3+

1)在FTO基体上制作TiO2:Sm 薄膜:将钛酸四异丙酯、硝酸钐加入到80℃的硝酸水溶液中在强力搅拌的条件下进行溶胶凝胶反应;

当反应物变成蓝白色透明胶体时,将所有反应物转入高温高压反应釜中200~400℃保3+

温8~16小时,可得到TiO2:Sm 悬浮液;

将悬浮液体积浓缩到原来体积的1/8~1/4,用移液枪吸取体积为100微升悬浮液,滴加在FTO基体上,在5000~7000转每分下旋涂8~12分钟,旋涂结束后得到沉积在FTO基体上的3+

TiO2:Sm 薄膜;

所述的钛酸四异丙酯、硝酸钐、硝酸和去离子水的体积质量比为1ml:(0.007~0.014)g:(0.2~0.3)ml:(22~67)ml;

3+ 3+

2)在TiO2:Sm 薄膜上制作ZnGa2O4:Eu 薄膜:将醋酸锌、醋酸镓、醋酸铕和油胺装入三口烧瓶中,在氮气氛围下,将体系升温到250~300℃,搅拌6~10小时使反应物充分反应;

3+

然后将产物使用氯仿和甲醇进行离心分离,可以得到ZnGa2O4:Eu 纳米颗粒;

3+

然后将ZnGa2O4:Eu 纳米颗粒分散在乙醇溶剂中,配置成质量体积比为1g:30~40ml的悬浮液;

3+

用移液枪吸取体积为100微升悬浮液,滴加在步骤1)中所制备的TiO2:Sm 薄膜表面,利3+

用旋涂法在5000~7000转每分钟的条件下,旋涂4~8分钟即可得到TiO2:Sm 薄膜上均匀全3+

覆盖的ZnGa2O4:Eu 薄膜;

醋酸锌、醋酸镓、醋酸铕和油胺的质量体积比为:1g:2.69g:(0.13~0.25)g:(1500~2400)ml。

6.根据权利要求5所述的一种钙钛矿太阳电池的电子传输层其制备方法,其特征在于,所述的步骤1)中,将钛酸四异丙酯、硝酸钐同时加入80℃浓度为0.1mol/L的硝酸水溶液中,进行一步溶胶凝胶法反应。

7.根据权利要求5所述的一种钙钛矿太阳电池的电子传输层其制备方法,其特征在于,所述的步骤2)中将醋酸锌、醋酸镓、醋酸铕和油胺装入三口烧瓶中,在氮气氛围下,进行一步溶剂热反应。