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由于传统能源的有限,及其造成环境问题日益突出,因此环境友好、可再生的新能源受到各国的广泛关注。近年来,有机–无机混合卤化物型的钙钛矿的发展,带领我们走进光伏技术的新纪元,它与众不同的属性主要包括载流子迁移率高、光谱吸收范围合适、扩散长度长以及制备的简易性等,从而造就其在光伏、发光二极管、激光等领域成为最具有市场竞争的光电子材料。当前,基于TiO2组装的钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)已经获得普遍研究,近乎成熟,而其他金属氧化物如SnO2的研究还不完全,SnO2因本身优异的性质有望成为新一代的电子传输层。SnO2有与TiO2接近的禁带宽度,而且SnO2的电子迁移率比TiO2的高,非常有潜力应用在PSCs领域。本文尝试制备了四种SnO2的形貌:二维的纳米片,一维的纳米棒和纳米针以及零维的纳米球,并分别组装成PSCs,对它们的光电性质进行系统的研究。主要研究内容及结果如下:(1)锡源为二水合氯化亚锡,SnO2纳米片选用水热制备,并对其形貌、晶型进行表征。主要采用旋涂法,将超薄的SnO2纳米片作为骨架支撑层和光吸收材料,引入到PSCs中。通过优化CH3NH3PbI3的结晶时间,可以获取PSCs的最佳性能,实验结果表明,在CH3NH3PbI3在结晶10 min时,CH3NH3PbI3薄膜颗粒尺寸适中,获得7.81%的光电转换效率(power conversion efficiency,PCE)。采用TiCl4修饰SnO2纳米片表面,研究发现,TiCl4表面处理SnO2纳米片之后,PCE从6.86%提升到7.81%。将SnO2纳米片基PSCs优化处理之后,进行器件的重复性和稳定性测试,得到的平均PCE为7.9%,并且超过80%的器件PCE大于7.5%,将经过测试的器件放在手套箱的环境下,存放240 h后,器件的PCE下降5.2%,说明制备的SnO2纳米片基PSCs性能良好,稳定性高。(2)锡源为五水合氯化锡,在碱性条件下,选用水热,分别合成了SnO2纳米针和SnO2纳米棒,并分别组装成PSCs,结构为FTO/SnO2/CH3NH3PbI3/Spiro-OMeTAD/Au,经过多组实验对比,发现SnO2纳米棒基PSCs比SnO2纳米针基PSCs的平均稳定性更高,PCE效果更好,SnO2纳米棒基PSCs的平均PCE达到3.67%,明显高于SnO2纳米针基PSCs的2.1%PCE。当用TiO2对SnO2纳米棒进行前处理和后处理时,PSCs的PCE达到6.08%,平均PCE达到5.9%,存放240 h后,PCE下降了4.4%,说明制备的器件的稳定性高,衰减率低。(3)锡源为二水合氯化亚锡,采用水热法合成结晶度高且形貌规整的SnO2纳米球。将合成的直径约为50–60 nm的SnO2纳米球作为骨架支撑层和电子传输层引入到PSCs中。通过优化PbI2的旋转速度,获得12.65%的平均PCE。探讨PVP对制备SnO2纳米球的影响以及对整个PSCs的影响,发现添加PVP后,制备的PSCs的效率更高。用TiCl4表面处理SnO2之后,PCE从8.47%提升到12.11%。SnO2纳米球基PSCs在经过优化后,对器件进行稳定性测试,得到的平均效率为12.12%,并且超过83%的器件效率大于11.5%,说明器件重复性较好。将器件放在手套箱环境下,存放240 h后,器件的PCE下降了9%。