研究目的
采用溶液法制备的SnO2/CdS作为电子传输层以提高平面钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率。
研究成果
研究表明，在SnO2层顶部覆盖一层薄薄的CdS纳米颗粒界面层，能持续改善SnO2层的电子传输性能，促进电子从钙钛矿层向SnO2层转移。迟滞指数降低，平面型钙钛矿太阳能电池的效率得以提升。研究结果表明，CdS纳米颗粒能够钝化SnO2表面缺陷形成的陷阱态，并减少电子传输层/钙钛矿界面处的复合。
研究不足
该研究是在环境空气条件下进行的，与受控大气条件相比，这可能会影响太阳能电池的性能。高质量SnO2电子传输层的沉积并非易事，通常需要进行某种改性才能实现高器件效率。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过溶液法制备SnO2和SnO2/CdS层，所用悬浮液包含采用简易溶液路线合成的CdS纳米颗粒。在环境空气条件下，以SnO2和SnO2/CdS作为电子传输层（ETL），制备了结构为玻璃/FTO/ETL/钙钛矿/Spiro-OMeTAD/Au的平面钙钛矿太阳能电池（PSCs）。
2：样品选择与数据来源：
使用掺氟氧化锡（FTO）涂覆的玻璃基板。合成CdS纳米颗粒并沉积于SnO2 ETL表面。
3：实验设备与材料清单：
FTO涂覆玻璃基板、SnCl2·2H2O、乙醇、CdCl2·2.5H2O、硫粉、丁胺、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、Spiro-OMeTAD、顶部接触金属电极用金。
4：2O、乙醇、CdCl2·5H2O、硫粉、丁胺、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、Spiro-OMeTAD、顶部接触金属电极用金。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：FTO基板在涂覆前经清洁和紫外/臭氧处理。将SnO2前驱体溶液旋涂于清洁FTO基板并退火。通过旋涂在不同温度下退火，将CdS纳米颗粒沉积于SnO2层表面。采用一步沉积法在ETLs上制备钙钛矿吸光层。通过旋涂将Spiro-OMeTAD前驱体溶液沉积于钙钛矿吸光层上。最后蒸镀金薄膜作为顶部接触金属电极。
5：数据分析方法：
在AM1.5G模拟太阳光下通过J-V测试评估太阳能电池性能。采用Mott-Schottky分析计算ETLs的载流子密度和平带电位。利用阻抗谱研究界面处的电子转移现象。
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FTO coated glass substrates
Used as the substrate for the solar cells
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SnCl2·2H2O
Sigma
Used to prepare SnO2 precursor solution
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CdCl2·2.5H2O
Sigma
Used in the synthesis of CdS nanoparticles
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Sulfur
Sigma
Used in the synthesis of CdS nanoparticles
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butyl amine
Merck
Used as a solvent in the synthesis of CdS nanoparticles
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DMF
Merck
Used as a solvent for CdS nanoparticles suspension
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Spiro-OMeTAD
Borun
Used as hole transporting layer in the solar cells
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gold
Used as top contact metal electrode in the solar cells
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