钙钛矿太阳能电池ETL是什么

钙钛矿太阳能电池是一种利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，而ETL（Electron Transport Layer），即电子传输层，是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分。以下是对钙钛矿太阳能电池ETL的详细解释：

一、功能与作用

1. 收集与传输电子：ETL位于透明导电氧化镀膜玻璃（TCO）之上，主要用于收集和传输由钙钛矿层产生的电子。

2. 阻挡空穴：ETL在传输电子的同时，能够有效地阻止空穴向阴极传输，避免电子与空穴的复合，从而提高太阳能电池的光电转换效率。

二、常见材料

1. 二氧化钛（TiO₂）：TiO₂是常用的电子传输材料，广泛用于钙钛矿太阳能电池。在介孔结构中，二氧化钛通常以分散的纳米颗粒形式存在；而在平面结构中，则直接作为一层薄膜。

2. 其他材料：除了TiO₂外，还有其他材料如SnO₂、ZnO等也被用作电子传输层材料。这些材料具有良好的稳定性、易于调节的光电性能和低廉的成本等优点。

三、制备与优化

1. 制备方法：电子传输层的制备是钙钛矿太阳能电池制备过程中的重要步骤之一。制备过程中需要对电子传输层进行精细的调控和优化，以提高其性能。

2. 优化策略：可以通过原位形成二氧化锡（SnO₂）薄层钝化TiO₂表面的策略，改善基于TiO₂的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率、滞后以及稳定性。此外，还可以通过调节TiO₂中的氧空位等参数，进一步优化电子传输层的性能。

四、新型ETL的发展

近年来，随着钙钛矿太阳能电池技术的不断发展，新型电子传输层材料的研究也在不断深入。例如，SoFab科研团队成功开发出一种新型电子传输层材料，这种材料是一种功能化的纳米粒子墨水，可通过掺杂剂进行调节。它具有低温溶液加工性、出色的光稳定性、高化学稳定性、强大的电子传导性、良好的光学透明度、宽带隙以及与钙钛矿的良好对准等一系列优势。这种新型ETL材料的开发为钙钛矿太阳能电池的高效能和低成本制造开辟了新的可能性。

综上所述，ETL在钙钛矿太阳能电池中发挥着至关重要的作用。未来随着技术的不断进步和创新，电子传输层的性能将进一步提升，为钙钛矿太阳能电池的发展注入新的活力。