CN108767121A - 一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法 - Google Patents

一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，首先，将透明导电膜玻璃预处理，贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，进行旋涂，退火，浸泡在TiCl4溶液中，放入培养皿中沉积，氮气吹干，于500℃条件下退火1h，之后在旋涂g‑C3N4混合液，于500℃条件下退火2h，之后再浸泡在TiCl4溶液中，沉积，氮气吹干，于500℃条件下退火，即得到介孔结构的电子传输层薄膜。本发明的方法通过溶液旋涂法制备介孔结构的电子传输层薄膜可大大提高甲脒基钙钛矿电池的相稳定性。

Description

一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法
技术领域
本发明属于薄膜材料制备工艺技术领域，具体涉及一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法。
背景技术
随着钙钛矿太阳电池的飞跃发展，其受到研究者广泛关注，且在电池领域具有广阔的应用前景。电子传输层作为钙钛矿电池非常重要的一部分，现有透明导电薄膜是利用热蒸发、电子束蒸发、真空溅射、化学气相沉积等方法，而使用这些方法不能获得介孔结构的电子传输层薄膜，因此,通过溶液旋涂法制备介孔结构的导电薄膜，在制备甲脒基钙钛矿电池过程中，二氧化钛与甲脒基钙钛矿接触会发生一定的相变,降低钙钛矿电池的性能和稳定性，这制约了其在钙钛矿电池领域的应用。因此，提高钙钛矿电池的稳定性，透明导电薄膜成了关键影响因素之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，解决了以介孔二氧化钛为骨架的甲脒基钙钛矿太阳电池相稳定性差的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，透明导电膜玻璃预处理：将透明导电膜玻璃切割成尺寸为2.5cm×2.5cm，之后依次采用蒸馏水、乙醇和异丙醇进行超声清洗，氮气吹干，最后在紫外-臭氧环境中处理15min～30min；
步骤2，在经步骤1后得到的透明导电膜玻璃上尺寸为0.5cm×2.5cm处贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后在该透明导电膜玻璃的空白处旋涂混合溶液a，于125℃～130℃条件下加热15min～20min，之后再旋涂混合溶液b，之后去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，于500℃～550℃条件下退火1.5h～2h，得到镀二氧化钛层的透明导电膜玻璃；
步骤3，经步骤2后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀二氧化钛层的透明导电膜玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，之后放入培养皿中沉积30min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，于500℃条件下退火1h，得到镀致密二氧化钛层的透明导电膜玻璃；
步骤4，在经步骤3后得到的镀致密二氧化钛层的透明导电膜玻璃上旋涂g-C3N4混合液，旋涂转速为3000rpm/min，旋涂时间为30s，之后于500℃条件下退火2h，得到镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜玻璃；
步骤5，经步骤4后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，并将导电面朝上，浸泡时间为40min～60min，之后放入培养皿中于65℃～70℃条件下沉积40min～60min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，最后于500℃条件下退火1.5h～2h，得到介孔结构的电子传输层薄膜。
本发明的特点还在于，
步骤1中，超声清洗的时间均为30min～60min。
步骤2中，混合溶液a是由质量比为3：1：3000的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；混合溶液b是由质量比为1.5：0.5：1500的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成。
步骤2中，旋涂转速均为3000rpm/min～3500rpm/min，旋涂时间均为30s。
步骤3中，浸泡时间为40min～60min，浸泡温度为70℃～75℃。
步骤4中，g-C3N4混合液的制备方法为：将二氧化钛P25放入乙醇溶液中超声处理30min，之后依次加入松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4搅拌均匀，得到g-C3N4混合液；其中，二氧化钛P25、乙醇、松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4的质量比为200：800～1000：200：250：10～15：5～100；g-C3N4的制备方法为：将三聚氰胺于500℃条件下退火2h～3h，即得到g-C3N4。
本发明的有益效果是，通过溶液旋涂法制备介孔结构的电子传输层薄膜具有较高的透过率，且可提高介孔结构甲脒基钙钛矿电池的相稳定性。
附图说明
图1是本发明方法制备的介孔结构的电子传输层薄膜的SEM图；
图2是本发明方法和对比例中制备的电子传输层薄膜构筑介孔型甲脒基钙钛矿电池的稳定性测试曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，透明导电膜(TCO)玻璃预处理：将透明导电膜(TCO)玻璃切割成尺寸为2.5cm×2.5cm，之后依次采用蒸馏水、乙醇和异丙醇超声进行清洗，氮气吹干，最后在紫外-臭氧环境中处理15min～30min，除去表面的有机物杂质，提高TCO玻璃的浸润性和功函；
超声清洗的时间均为30min～60min；
步骤2，在经步骤1后得到的透明导电膜(TCO)玻璃上尺寸为0.5cm×2.5cm处贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后在该透明导电膜(TCO)玻璃的空白处(即未贴聚酰亚胺胶带处)旋涂混合溶液a，之后于125℃～130℃条件下加热15min～20min，除去溶剂，之后再旋涂有混合溶液a的透明导电膜(TCO)玻璃上在旋涂混合溶液b，之后去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，于500℃～550℃条件下退火1.5h～2h，得到镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，混合溶液a是由质量比为3：1：3000的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
混合溶液b是由质量比为1.5：0.5：1500的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
旋涂转速均为3000rpm/min～3500rpm/min，旋涂时间均为30s；
步骤3，经步骤2后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，浸泡时间为40min～60min，浸泡温度为70℃～75℃，之后放入培养皿中沉积30min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，于500℃条件下退火1h，得到镀致密二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
步骤4，在经步骤3后得到的镀致密二氧化钛层的透明导电膜玻璃上旋涂g-C3N4混合液，于500℃条件下退火2h，得到镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，g-C3N4混合液的制备方法为：将二氧化钛P25放入乙醇溶液中超声处理30min，之后依次加入松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4搅拌均匀，得到g-C3N4混合液；
g-C3N4的制备方法为：将三聚氰胺于500℃条件下退火2h～3h，即得到g-C3N4；
二氧化钛P25、乙醇、松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4的质量比为200：800～1000：200：250：10～15：5～100；
旋涂转速为3000rpm/min，旋涂时间为30s；
步骤5，经步骤4后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，并将导电面朝上，浸泡时间为40min～60min，之后放入培养皿中于65℃～70℃条件下沉积40min～60min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，最后于500℃条件下退火1.5h～2h，得到介孔结构的电子传输层薄膜。
实施例1
本发明一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，透明导电膜(TCO)玻璃预处理：将透明导电膜(TCO)玻璃切割成尺寸为2.5cm×2.5cm，之后依次分别采用蒸馏水、乙醇和异丙醇进行超声清洗，氮气吹干，最后在紫外-臭氧环境中处理15min；
超声清洗的时间均为30min；
步骤2，在经步骤1后得到的透明导电膜(TCO)玻璃上尺寸为0.5cm×2.5cm处贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后在该透明导电膜(TCO)玻璃的空白处(即未贴胶带处)旋涂混合溶液a，之后于125℃条件下加热15min，除去溶剂，之后再旋涂混合溶液b，之后去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，于500℃条件下退火2h，得到镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，混合溶液a是由质量比为3：1：3000的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
混合溶液b是由质量比为1.5：0.5：1500的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
旋涂转速均为3000rpm/min，旋涂时间均为30s；
步骤3，经步骤2后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，浸泡时间为40min，浸泡温度为70℃，之后放入培养皿中沉积30min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，于500℃条件下退火1h，得到镀致密二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
步骤4，在经步骤3后得到的镀致密二氧化钛层的透明导电膜玻璃上旋涂g-C3N4混合液，于500℃条件下退火2h，得到镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，g-C3N4混合液的制备方法为：将二氧化钛P25放入乙醇溶液中超声处理30min，之后依次加入松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4搅拌均匀，得到g-C3N4混合液；
g-C3N4的制备方法为：将三聚氰胺于500℃条件下退火2h～3h，即得到g-C3N4；
二氧化钛P25、乙醇、松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4的质量比为200：800：200：250：10：5；
旋涂转速为3000rpm/min，旋涂时间为30s；
步骤5，经步骤4后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，并将导电面朝上，浸泡时间为40min，之后于65℃条件下沉积40min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，最后于500℃条件下退火1.5h，得到介孔结构的电子传输层薄膜。
实施例2
本发明一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，透明导电膜(TCO)玻璃预处理：将透明导电膜(TCO)玻璃切割成尺寸为2.5cm×2.5cm，之后依次分别采用蒸馏水、乙醇和异丙醇进行超声清洗，氮气吹干，最后在紫外-臭氧环境中处理20min；
超声清洗的时间均为35min；
步骤2，在经步骤1后得到的透明导电膜(TCO)玻璃上尺寸为0.5cm×2.5cm处贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后在该透明导电膜(TCO)玻璃的空白处(即未贴胶带处)旋涂混合溶液a，之后于125℃条件下加热15min，除去溶剂，之后再旋涂混合溶液b，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，于520℃条件下退火1.5h，得到镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，混合溶液a是由质量比为3：1：3000的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
混合溶液b是由质量比为1.5：0.5：1500的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
旋涂转速均为3500rpm/min，旋涂时间均为30s；
步骤3，经步骤2后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，浸泡时间为45min，浸泡温度为70℃，之后放入培养皿中沉积30min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，于500℃条件下退火1h，得到镀致密二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
步骤4，在经步骤3后得到的镀致密二氧化钛层的透明导电膜玻璃上旋涂g-C3N4混合液，于500℃条件下退火2h，得到镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，g-C3N4混合液的制备方法为：将二氧化钛P25放入乙醇溶液中超声处理30min，之后依次加入松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4搅拌均匀，得到g-C3N4混合液；
g-C3N4的制备方法为：将三聚氰胺于500℃条件下退火2h～3h，即得到g-C3N4；
二氧化钛P25、乙醇、松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4的质量比为200：800：200：250：11：20；
旋涂转速为3000rpm/min，旋涂时间为30s；
步骤5，经步骤4后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，并将导电面朝上，浸泡时间为40min，之后于65℃条件下沉积40min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，最后于500℃条件下退火1.5h，得到介孔结构的电子传输层薄膜。
实施例3
本发明一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，透明导电膜(TCO)玻璃预处理：将透明导电膜(TCO)玻璃切割成尺寸为2.5cm×2.5cm，之后依次分别采用蒸馏水、乙醇和异丙醇进行超声清洗，氮气吹干，最后在紫外-臭氧环境中处理20min；
超声清洗的时间均为40min；
步骤2，在经步骤1后得到的透明导电膜(TCO)玻璃上尺寸为0.5cm×2.5cm处贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后在该透明导电膜(TCO)玻璃的空白处(即未贴胶带处)旋涂混合溶液a，之后于125℃条件下加热15min，除去溶剂，之后再旋涂混合溶液b，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，于500℃条件下退火1.5h，得到镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，混合溶液a是由质量比为3：1：3000的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
混合溶液b是由质量比为1.5：0.5：1500的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
旋涂转速均为3000rpm/min，旋涂时间均为30s；
步骤3，经步骤2后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，浸泡时间为50min，浸泡温度为70℃，之后放入培养皿中沉积30min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，于500℃条件下退火1h，得到镀致密二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
步骤4，在经步骤3后得到的镀致密二氧化钛层的透明导电膜玻璃上旋涂g-C3N4混合液，于500℃条件下退火2h，得到镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，g-C3N4混合液的制备方法为：将二氧化钛P25放入乙醇溶液中超声处理30min，之后依次加入松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4搅拌均匀，得到g-C3N4混合液；
g-C3N4的制备方法为：将三聚氰胺于500℃条件下退火2h～3h，即得到g-C3N4；
二氧化钛P25、乙醇、松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4的质量比为200：900：200：250：10：25；
旋涂转速为3000rpm/min，旋涂时间为30s；
步骤5，经步骤4后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，并将导电面朝上，浸泡时间为40min，之后于70℃条件下沉积40min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，最后于500℃条件下退火1.5h，得到介孔结构的电子传输层薄膜。
实施例4
本发明一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，透明导电膜(TCO)玻璃预处理：将透明导电膜(TCO)玻璃切割成尺寸为2.5cm×2.5cm，之后依次分别采用蒸馏水、乙醇和异丙醇进行超声清洗，氮气吹干，最后在紫外-臭氧环境中处理25min；
超声清洗的时间均为55min；
步骤2，在经步骤1后得到的透明导电膜(TCO)玻璃上尺寸为0.5cm×2.5cm处贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后在该透明导电膜(TCO)玻璃的空白处(即未贴胶带处)旋涂混合溶液a，之后于130℃条件下加热20min，除去溶剂，之后再旋涂混合溶液b，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，于550℃条件下退火2h，得到镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，混合溶液a是由质量比为3：1：3000的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
混合溶液b是由质量比为1.5：0.5：1500的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
旋涂转速均为3500rpm/min，旋涂时间均为30s；
步骤3，经步骤2后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，浸泡时间为60min，浸泡温度为75℃，之后放入培养皿中沉积30min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，于500℃条件下退火1h，得到镀致密二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
步骤4，在经步骤3后得到的镀致密二氧化钛层的透明导电膜玻璃上旋涂g-C3N4混合液，于500℃条件下退火2h，得到镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，g-C3N4混合液的制备方法为：将二氧化钛P25放入乙醇溶液中超声处理30min，之后依次加入松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4搅拌均匀，得到g-C3N4混合液；
g-C3N4的制备方法为：将三聚氰胺于500℃条件下退火2h～3h，即得到g-C3N4；
二氧化钛P25、乙醇、松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4的质量比为200：1000：200：250：14：50；
旋涂转速为3000rpm/min，旋涂时间均为30s；
步骤5，经步骤4后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，并将导电面朝上，浸泡时间为55min，之后于70℃条件下沉积55min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，最后于500℃条件下退火2h，得到介孔结构的电子传输层薄膜。
实施例5
本发明一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，透明导电膜(TCO)玻璃预处理：将透明导电膜(TCO)玻璃切割成尺寸为2.5cm×2.5cm，之后依次分别采用蒸馏水、乙醇和异丙醇进行超声清洗，氮气吹干，最后在紫外-臭氧环境中处理30min；
超声清洗的时间均为60min；
步骤2，在经步骤1后得到的透明导电膜(TCO)玻璃上尺寸为0.5cm×2.5cm处贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后在该透明导电膜(TCO)玻璃的空白处(即未贴胶带处)旋涂混合溶液a，之后于130℃条件下加热20min，除去溶剂，之后再旋涂混合溶液b，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，于550℃条件下退火2h，得到镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，混合溶液a是由质量比为3：1：3000的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
混合溶液b是由质量比为1.5：0.5：1500的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
旋涂转速均为3500rpm/min，旋涂时间均为30s；
步骤3，经步骤2后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，浸泡时间为60min，浸泡温度为75℃，之后放入培养皿中沉积30min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，于500℃条件下退火1h，得到镀致密二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
步骤4，在经步骤3后得到的镀致密二氧化钛层的透明导电膜玻璃上旋涂g-C3N4混合液，于500℃条件下退火2h，得到镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，g-C3N4混合液的制备方法为：将二氧化钛P25放入乙醇溶液中超声处理30min，之后依次加入松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4搅拌均匀，得到g-C3N4混合液；
g-C3N4的制备方法为：将三聚氰胺于500℃条件下退火2h～3h，即得到g-C3N4；
二氧化钛P25、乙醇、松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4的质量比为200：1000：200：250：15：100；
旋涂转速为3000rpm/min，旋涂时间为30s；
步骤5，经步骤4后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，并将导电面朝上，浸泡时间为60min，之后于70℃条件下沉积60min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，最后于500℃条件下退火2h，得到介孔结构的电子传输层薄膜。
对比例
按照本发明的制备方法，制备TiO2电子传输层薄膜(即未添加g-C3N4层的电子传输层薄膜)，具体步骤如下：
步骤1，透明导电膜(TCO)玻璃预处理：将透明导电膜(TCO)玻璃切割成尺寸为2.5cm×2.5cm，之后依次分别采用蒸馏水、乙醇和异丙醇进行超声清洗，氮气吹干，最后在紫外-臭氧环境中处理30min；
超声清洗的时间均为60min；
步骤2，在经步骤1后得到的透明导电膜(TCO)玻璃上尺寸为0.5cm×2.5cm处贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后在该透明导电膜(TCO)玻璃的空白处(即未贴胶带处)旋涂混合溶液a，之后于130℃条件下加热20min，除去溶剂，之后再旋涂混合溶液b，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，于550℃条件下退火2h，得到镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
其中，混合溶液a是由质量比为3：1：3000的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
混合溶液b是由质量比为1.5：0.5：1500的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；
旋涂转速均为3500rpm/min，旋涂时间均为30s；
步骤3，经步骤2后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，浸泡时间60min，浸泡温度为75℃，之后放入培养皿中沉积30min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，于500℃条件下退火1h，得到镀致密二氧化钛层的透明导电膜(TCO)玻璃；
步骤4，在经步骤3后得到的镀致密二氧化钛层的透明导电膜玻璃上旋涂混合液，于500℃条件下退火2h，即可；
其中，混合液的制备方法为：将二氧化钛P25放入乙醇溶液中超声处理30min，之后依次加入松油醇、乙基纤维素和乙酸搅拌均匀，得到混合液；
二氧化钛P25、乙醇、松油醇、乙基纤维素和乙酸的质量比为200：1000：200：250：15；
旋涂转速为3000rpm/min，旋涂时间为30s；
步骤5，经步骤4后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜(TCO)玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，并将导电面朝上，浸泡时间为60min，之后于70℃条件下沉积60min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，最后于500℃条件下退火2h，得到TiO2电子传输层薄膜。
本发明方法制备的掺杂g-C3N4的TiO2电子传输层薄膜的SEM图，如图1所示，从图中可以看出，薄膜表面粗糙不平，可以观察有明显的颗粒存在，并且有孔隙存在，作为电池的阻挡层，有利于甲脒基钙钛矿层与电子传输层的充分接触，掺杂g-C3N4的TiO2电子传输层薄膜作为FAPbI3形成薄膜的骨架结构，可以提高介孔层的平均透过率。
以本实施例1制备的掺杂g-C3N4的TiO2电子传输层薄膜和对比例中制备的TiO2电子传输层薄膜构筑介孔型甲脒基钙钛矿电池，其稳定性测试曲线，如图2所示，在50％的湿度条件下，经过40天后，采用介孔型TiO2电子传输层薄膜构筑的电池转换效率降低至68％，主要由于甲脒基钙钛矿与介孔TiO2接触发生相变降低了电池的性能，而以掺杂g-C3N4的TiO2电子传输层薄膜构筑的甲脒基钙钛矿电池效率仍然保持在90％以上，这表明了本方法制备的电子传输层薄膜可有效地改善甲脒基钙钛矿电池的相稳定性。

Claims (7)

1.一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，透明导电膜玻璃预处理：将透明导电膜玻璃切割成尺寸为2.5cm×2.5cm，之后依次采用蒸馏水、乙醇和异丙醇进行超声清洗，氮气吹干，最后在紫外-臭氧环境中处理15min～30min；
步骤2，在经步骤1后得到的透明导电膜玻璃上尺寸为0.5cm×2.5cm处贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后在该透明导电膜玻璃的空白处旋涂混合溶液a，于125℃～130℃条件下加热15min～20min，之后再旋涂混合溶液b，之后去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，于500℃～550℃条件下退火1.5h～2h，得到镀二氧化钛层的透明导电膜玻璃；
步骤3，经步骤2后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀二氧化钛层的透明导电膜玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，之后放入培养皿中沉积30min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，于500℃条件下退火1h，得到镀致密二氧化钛层的透明导电膜玻璃；
步骤4，在经步骤3后得到的镀致密二氧化钛层的透明导电膜玻璃上旋涂g-C3N4混合液，旋涂转速为3000rpm/min，旋涂时间为30s，之后于500℃条件下退火2h，得到镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜玻璃；
步骤5，经步骤4后，在透明导电膜(TCO)玻璃上原电极处再贴上聚酰亚胺胶带，制成保护电极，之后将得到的镀致密二氧化钛层和g-C3N4层的透明导电膜玻璃浸泡在浓度为0.01mol/L的TiCl4溶液中，并将导电面朝上，浸泡时间为40min～60min，之后放入培养皿中于65℃～70℃条件下沉积40min～60min，去掉保护电极的聚酰亚胺胶带，氮气吹干，最后于500℃条件下退火1.5h～2h，得到介孔结构的电子传输层薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，超声清洗的时间均为30min～60min。
3.根据权利要求1所述的一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，混合溶液a是由质量比为3：1：3000的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成；混合溶液b是由质量比为1.5：0.5：1500的钛酸异丙酯、乙酰丙酮和正丁醇混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，旋涂转速均为3000rpm/min～3500rpm/min，旋涂时间均为30s。
5.根据权利要求1所述的一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，浸泡时间为40min～60min，浸泡温度为70℃～75℃。
6.根据权利要求1所述的一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，g-C3N4混合液的制备方法为：将二氧化钛P25放入乙醇溶液中超声处理30min，之后依次加入松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4搅拌均匀，得到g-C3N4混合液；其中，二氧化钛P25、乙醇、松油醇、乙基纤维素、乙酸和g-C3N4的质量比为200：800～1000：200：250：10～15：5～100。
7.根据权利要求6所述的一种介孔结构的电子传输层薄膜的制备方法，其特征在于，所述g-C3N4的制备方法为：将三聚氰胺于500℃条件下退火2h～3h，即得到g-C3N4。
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