[发明专利]一种氧化钒-氧化锡核壳结构纳米晶电子传输层材料的制备方法和钙钛矿电池

说明书

本发明提供了一种氧化钒‑氧化锡核壳结构纳米晶电子传输层材料的制备方法和钙钛矿电池，方法包括：将VOsubgt;2/subgt;纳米粉体和表面活性剂加入到水‑醇混合溶液中，超声分散；再加入SnClsubgt;2/subgt;和无机盐，搅拌，水热反应，得到VOsubgt;2/subgt;@SnOsubgt;2/subgt;核壳结构纳米晶电子传输层材料。该方法能够获得VOsubgt;2/subgt;@SnOsubgt;2/subgt;核壳结构纳米晶，其作为钙钛矿电池的电子传输层，能够提高电池的光电转换效率；核壳结构纳米晶表面存在纳米分解结构，可以吸附表面活性剂的化学基团，起到与电极和钙钛矿层之间的表面钝化效果，提高电子传输效率，增加电池寿命。

技术领域

本发明属于钙钛矿电池技术领域，尤其涉及一种氧化钒-氧化锡核壳结构纳米晶电子传输层材料的制备方法和钙钛矿电池。

背景技术

电荷传输层，具有降低钙钛矿和电极能级势垒，提取和传输对应电荷(阻挡相反电荷)，因而不同的界面分级则是载流子运动的驱动力，因此，界面的特性对于实现良好的器件性能非常重要，因为它们直接影响载流子提取/传输/复合等。

合理选择电子/空穴传输层材料，对于平衡电子-空穴传输，以及提高器件的光电转换效率、稳定性、寿命，减少甚至消除迟滞现象至关重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氧化钒-氧化锡核壳结构纳米晶电子传输层材料的制备方法和钙钛矿电池，所述VO₂@SnO₂核壳结构纳米晶作为钙钛矿电池的电子传输层，使得电池具有较高的光电转换效率。

本发明提供了一种VO₂@SnO₂核壳结构纳米晶电子传输层材料的制备方法，包括以下步骤：

将VO₂纳米粉体和表面活性剂加入到水-醇混合溶液中，超声分散；再加入SnCl₂和无机盐，搅拌，水热反应，得到VO₂@SnO₂核壳结构纳米晶电子传输层材料。

在本发明中，所述VO₂纳米粉体优选按照以下方法制得：

将含钒物料制备为含钒前驱体溶液；再进行水热反应，洗涤，得到VO₂纳米粉体。

具体的，所述VO₂纳米粉体按照以下方法制得：

将VOSO₄粉末分散在水溶液中，得到蓝色透明溶液，水浴加热，滴加水合肼溶液，得到浅蓝色悬浊液；

将所述浅蓝色悬浊液和NaOH溶液混合，得到的沉淀物进行洗涤，得到前驱体，分散后进行水热反应，冷却后洗涤，烘干，得到VO₂纳米粉体。

在本发明中，所述含钒物料选自VOSO₄粉末。

在本发明中，所述VOSO₄粉末的质量和水合肼溶液的体积比为(1.1～1.3)g：(0.28～0.32)mL，所述水合肼溶液的浓度为75～85wt％。所述水合肼具有耦合作用。

在本发明中，所述VOSO₄前驱体的水热反应的温度为250～270℃，时间20～26h。具体实施例中，VOSO₄前驱体的水热反应的温度为250℃、或260℃。

在本发明中，所述VO₂纳米粉体和SnCl₂的水热反应的温度为140～160℃，时间为5.5～6.5h。

在本发明中，所述表面活性剂选自PVP和/或CTAB。

在本发明中，所述无机盐为二水合柠檬酸钠。