溶液處理的氧化錫電子傳輸層在各種光電器件中表現出優異的效能。製備SnOx薄膜最常用的前驅體溶液是溶於乙醇中的SnCl2。為了闡明不同退火溫度下前驅體轉化的機理和SnOx電子傳輸層的光電效能，來自德國海德堡大學的研究人員利用紅外光譜、光電子能譜以及原子力顯微鏡對其物理化學性質進行了研究，分析了兩種不同溶劑對SnOx薄膜形貌的影響。在這兩種情況下，提高退火溫度不僅改善了溶液處理SnOx的結構和化學性質，而且降低了SnOx薄膜中錫的濃度。最後介紹了
一種功率轉換效率穩定在15%以上的高效能鈣鈦礦型太陽能電池。
相關論文以題目為“Analytical Study of Solution-Processed Tin Oxide as Electron Transport Layer in Printed Perovskite Solar Cells”發表在Advanced Materials Technologies期刊上。
論文連結：
https：//doi。org/10。1002/admt。202000282
鈣鈦礦型太陽能電池（PSC）的功率轉換效率（PCE）在不到十年的時間內從3。8%迅速提高到25。2%，這在很大程度上歸因於適當的電子傳輸層（ETL）的影響。由於可見區的高透明性，大的帶隙，低的價帶和導帶，和高的載流子遷移率氧化錫是一種很好的ETLs材料。因此，它被廣泛應用於各種技術應用，如光電器件或感測器。
此外，由於SnOx鈣鈦礦異質結具有良好的介面性質，SnOx在鈣鈦礦型太陽能電池（PSCs）中具有高效ETL的潛力。SnOx可以從溶液中處理，這允許透過印刷技術沉積，並帶來了諸如低生產成本、柔性基板的可用性和易於擴充套件、可擴充套件的附加製造工藝等優點。
噴墨列印是一種快速、可擴充套件、材料效率高的沉積方法，是製造太陽能電池的一種很有前途的列印技術，對於SnOx薄膜的噴墨列印，存在兩種可能的途徑。
一方面，它可以從前體溶液中加工，另一方面也可以從基於奈米顆粒的分散體中加工。由於前者不易結塊，因此有利於噴墨列印。
本文重點分析了一種流行的SnOx前驅體材料SnCl2·2H2O。雖然用溶液處理的SnOx作為ETL已經證明有了實質性的改進，但是在大規模生產的道路上仍然有許多挑戰，包括壽命的提高、PCE的進一步增加和SnOx基太陽能電池更好的可重複生產性。為了實現這些目標並使可能的改進變得易懂，有必要更好地理解溶液處理SnOx的特性。除前驅體濃度外，溶劑的選擇和退火溫度也是影響SnOx形貌和光電效能的重要因素。儘管有一些提示，但缺乏對這些影響的系統和全面的研究。在這裡，作者系統地研究了SnOx的結構、化學和光電性質，以及對PSCs器件效能的影響。（文：愛新覺羅星）
圖1。用原子力顯微鏡測量溶液處理的SnOx薄膜的表面形貌。樣品由不同的溶劑體系製備：a–d）甲氧基乙醇和e–h）乙醇。薄膜在130℃、200℃、250℃和400℃的不同溫度下退火。原子力顯微鏡的測量是在環境條件下進行的。（a–d）和（h）的掃描面積為500 nm×500 nm。為了更好地概述，（e–g）的掃描區域是10 m×10 m。
圖2。傅立葉紅外光譜。
圖3。不同溫度退火樣品的溶液處理SnOx的a）Cl2P區、b）O1s區和c）Sn 3d 5/2區的XPS光譜。d）（A-c）中光譜的定量分析。e）Sn 3d 5/2峰位（黑色）和VBM（藍色）均與氯量成正比。
圖4。a）製備的鈣鈦礦太陽能電池（PSC）結構玻璃/ITO/SnO x/TCP/spiro-OMAD/gold的示意圖。b）概述了幾種PSCs溶液處理sSnO x（IJP）和SnO x np（自旋塗層）作為參考。c）IJP前驅氧化錫（第4批）的最好器件的電流電壓特性。D最好器件的穩定PCE（SPCE）。
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