CN111564559B - 电子传输层及其制备方法、钙钛矿电池结构以及太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子传输层，由两性离子小分子和电子传输材料组成，所述两性离子小分子掺杂在所述电子传输材料中，所述电子传输材料为N型半导体金属氧化物，所述两性离子小分子与所述电子传输材料的质量比为1:(5～50)。本发明还公开了一种电子传输层的制备方法。本发明还公开了一种钙钛矿电池结构。本发明还公开了一种钙钛矿太阳能电池。

Description

电子传输层及其制备方法、钙钛矿电池结构以及太阳能电池
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种电子传输层及其制备方法、钙钛矿电池结构以及太阳能电池。
背景技术
实验室钙钛矿太阳能电池光电转换效率目前已达到25.2％。但在实现应用之前，电池的稳定性问题是这一技术亟需解决的关键挑战。传统的有机-无机杂化钙钛矿材料由于含易挥发的有机成分，在材料和器件长期稳定性方面存在固有不足。而纯无机钙钛矿材料由于不含易挥发的甲胺、甲脒等有机基团，在光、热稳定性方面具有相对优势，有望避免钙钛矿材料和器件的稳定性问题。
现有报道的无机钙钛矿太阳能电池几乎都采用基于TiO2电子传输层的n-i-p正向结构，其电子传输层必须高温煅烧处理，器件制备工艺复杂、成本高、且不兼容柔性制备。而现有报道的反向结构(p-i-n)无机钙钛矿太阳能电池极其有限，且性能相对落后，难以实现能级适配，器件稳定性差，转化效率低。
发明内容
基于此，有必要针对传统反向结构钙钛矿太阳能电池的能级适配，器件稳定性差，转化效率低的问题，提供一种电子传输层及其制备方法、钙钛矿电池结构以及太阳能电池。
一种电子传输层，由两性离子小分子和电子传输材料组成，所述两性离子小分子掺杂在所述电子传输材料中，所述电子传输材料为N型半导体金属氧化物，所述两性离子小分子与所述电子传输材料的质量比为1:(5～50)。
在其中一个实施例中，所述两性离子小分子选自3-(三苯基磷)丙烷-1-磺酸盐、4-(三苯基磷)丁烷-1-磺酸盐及罗丹明101内盐中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述N型半导体金属氧化物选自TiO2、SnO2、ZnO、Nb2O5及In2O3中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述两性离子小分子与所述电子传输材料均匀分布在所述电子传输层中。
在其中一个实施例中，所述两性离子小分子与所述电子传输材料通过氢键配位连接。
一种所述的电子传输层的制备方法，包括以下步骤：将所述电子传输材料、所述两性离子小分子和分散剂的混合液施加在钙钛矿层上，然后去除所述溶剂。
一种钙钛矿电池结构，包括基底、空穴传输层、钙钛矿层、电极层以及所述的电子传输层，所述基底与所述电极层相对设置，所述钙钛矿层设置于所述基底与所述电极层之间，所述电子传输层设置于所述电极层与所述钙钛矿层之间，所述空穴传输层设置于所述基底与所述钙钛矿层之间。
在其中一个实施例中，所述钙钛矿层的材料为无机钙钛矿材料。
在其中一个实施例中，还包括C60层，所述C60层设于所述电子传输层与所述电极层之间。
一种钙钛矿太阳能电池，包括所述的钙钛矿电池结构。
本发明的电子传输层由两性离子小分子和电子传输材料组成，电子传输材料采用N型半导体金属氧化物，两性离子小分子掺杂在N型半导体金属氧化物中，能够与N型半导体金属氧化物通过氢键配位，起到钝化氧化锌表面缺陷和填隙电子传输层针孔的作用。并且，两性离子小分子对电子传输层是整体体相的修饰钝化，起到钝化电子传输层表面缺陷和调控电子传输层界面能级匹配的作用。此外，该电子传输层设在钙钛矿电池结构中，与钙钛矿层表面接触，又可以钝化钙钛矿层的表面缺陷，产生双钝化的功能，对钙钛矿太阳能电池器件稳定性与转化效率起到提升作用。
附图说明
图1为实施例1的器件和参照器件的对比图，其中，ITO/P3CT/CsPbI2Br/ZnO:TPPPS(左)与ITO/P3CT/CsPbI2Br/ZnO(右)薄膜的照片对比图，(a)初始；(b)光照10天后；(c)放置在20％-30％湿度空气中10天后；(d)85℃加热10天后。
图2为实施例1的器件和参照器件的紫外光电子能谱UPS对比图，其中，(a)ZnO和ZnO:TPPPS薄膜的UPS全谱(插图为ZnO和ZnO:TPPPS的二次电子截止区的UPS谱)；(b)对应ZnO和ZnO:TPPPS薄膜UV-vis吸收谱的Kubelka-Munk光谱；(c)ZnO和ZnO:TPPPS薄膜在低结合能位置的UPS图谱；(d)器件中各层材料相对应的能级图。
图3为实施例1的器件和参照器件的参数表征对比图，其中，(a)J-V曲线对比；(b)EQE对比；(c)最大功率点的稳态输出对比；(d)30个相同器件的效率统计。
图4为实施例1的器件和参照器件的缺陷态密度的分析对比图，其中，(a)初始的缺陷态密度对比；(b)光照10天后的缺陷态密度对比；(c)空气放置10天后的缺陷态密度对；(d)85℃加热10天后的缺陷态密度对比，插入图为不同条件下10个相同器件的统计值。
图5为实施例1的器件和参照器件的稳定性对比图，其中，(a)基于ZnO和ZnO:TPPPS的倒置钙钛矿太阳能电池在持续光照下的稳定性对比；(b)基于ZnO和ZnO:TPPPS的倒置钙钛矿太阳能电池在空气中的稳定性对比。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明实施例提供一种电子传输层，由两性离子小分子和电子传输材料组成，所述两性离子小分子掺杂在所述电子传输材料中，所述电子传输材料为N型半导体金属氧化物，所述两性离子小分子与所述电子传输材料的质量比为1:(5～50)。
本发明的电子传输层由两性离子小分子和电子传输材料组成，电子传输材料采用N型半导体金属氧化物，两性离子小分子掺杂在N型半导体金属氧化物中，能够与N型半导体金属氧化物通过氢键配位，起到钝化氧化锌表面缺陷、填隙ZnO电子传输层针孔以及优化能级匹配的作用。并且，两性离子小分子对电子传输层是整体的修饰钝化，钝化作用不仅限于电子传输层表面，而是涵盖电子传输层整体。此外，在电子传输层与钙钛矿层的接触界面上，有机小分子可钝化钙钛矿层的表面缺陷，起到双钝化的功能，对钙钛矿器件稳定性与能量转换效率起到促进作用。
传统的倒置结构电池，电子传输层采用PCBM/C60/BCP或N型半导体金属氧化物材料。PCBM成本高，结晶形貌受热不稳定，制备程序/工艺复杂。而N型半导体金属氧化物作为钙钛矿太阳能电池的电子传输材料使用时，微纳结构的电子传输薄层存在大量的表面缺陷态，且纳米金属氧化物半导体(如TiO2、ZnO)由于光催化活性，与钙钛矿存在接触反应的问题，会降低电池的稳定性和效率。本申请的两性离子小分子修饰N型半导体金属氧化物能够解决以上问题，两性离子小分子对N型半导体金属氧化物表面进行修饰钝化，降低电子传输层表面缺陷，填隙薄层针孔辅助电子传输。对钙钛矿与金属氧化物电子传输层起到隔离作用，避免直接接触而导致的化学反应问题。同时，能够调控层间能级，优化能级匹配，最终实现高的开路电压和效率。在一实施例中，所述N型半导体金属氧化物可选自TiO2、SnO2、ZnO、Nb2O5及In2O3中的一种或多种。具体的N型半导体金属氧化物的种类可根据钙钛矿材料的类型进行选择，基本原则是实现钙钛矿和电极理想的能级匹配并且抑制金属氧化物光催化活性对钙钛矿/电极的反应破坏。
两性离子小分子与电子传输层表面金属原子通过氢键配位，实现对N型半导体金属氧化物的表面修饰和钝化。在一实施例中，所述两性离子小分子可以选自3-(三苯基磷)丙烷-1-磺酸盐(TPPPS)、4-(三苯基磷)丁烷-1-磺酸盐、罗丹明101内盐等两性离子共轭小分子中的一种或多种。两性离子小分子与N型半导体金属氧化物相互配合，以获得高导、低缺陷态、功函/能级匹配的电极界面为目标。
在一实施例中，所述两性离子小分子与所述电子传输材料均匀分布在所述电子传输层中，一方面使得电子传输层整体缺陷被修饰钝化，另一方面在电子传输层与钙钛矿接触界面上，两性离子分子还可对钙钛矿层表面进行缺陷钝化，提高接触特性从而提升电池能量转化效率。本实施选择两性离子小分子作为N型半导体金属氧化物的修饰剂的其中一个原因还在于两性离子小分子中没有可自由移动的离子，将离子移动对器件的负面影响降到最低。
在一实施例中，电子传输层中，两性离子小分子与N型半导体金属氧化物的质量比可以选自1:(5～10)、1:(10～20)、1:(20～30)、1:(30～40)或1:(40～50)。优选的，两性离子小分子与N型半导体金属氧化物的质量比为1:(5～25)。更优选的，两性离子小分子与N型半导体金属氧化物的质量比为1:(8～16)。两性离子小分子不宜过多或过少，在合适的范围能够兼顾修饰缺陷的作用，并且不影响电子传输材料传输电子的能力。
本发明实施例还提供一种所述的电子传输层的制备方法，包括以下步骤：将所述电子传输材料、所述两性离子小分子和分散剂的电子传输混合液施加在钙钛矿层上，然后去除所述溶剂。
对于掺杂两性离子小分子电子传输层，本实施例将两性离子小分子与电子传输材料完全混合在一起，使其充分接触作用，完成修饰钝化，然后一次性成膜获得电子传输层，相对于传统的双层结构电子传输层，本实施例的方案可以更充分地钝化N型半导体金属氧化物薄层整体的缺陷。
在一实施例中，在该电子传输混合液中，电子传输材料的浓度可以为4mg/ml～15mg/ml，优选的，可以为4mg/ml～10mg/ml。在一实施例中，该电子传输混合液中，分散剂三氟乙醇溶剂、氯苯、氯仿及异丙醇中的一种或多种。优选的，该分散剂选自三氟乙醇，相比其它分散剂如氯苯、氯仿、异丙醇等，三氟乙醇分散效果更好且不与钙钛矿发生反应。
在一实施例中，钙钛矿层可采用溶液法(一步旋涂法、两步沉积法、反溶剂滴加法等)施加在空穴传输层上。
在一实施例中，可通过旋涂的方法使得电子传输混合液施加在钙钛矿层上。旋涂能够将电子传输混合液更均匀的施加，并且能够避免材料的浪费。在一实施例中，旋涂的转速可以为1500转/min～2500转/min。在一实施例中，旋涂的时间可以为20秒～40秒。
在一实施例中，去除所述溶剂的过程可以为自然晾干或退火去除。一般在退火之前的旋涂结束后薄膜基本已经干燥了，半干状态已经成型了，退火是为了固定和祛除残余溶剂以防止下一层溶液破坏。在一实施例中，所述退火的温度可以为40℃～50℃，退火的时间可以为2min～5min。在一实施例中，进行两步退火，第一步使溶剂缓慢挥发使膜致密初步结晶，第二步高温促使结晶完全。在一实施例中，所述旋涂和退火的次数均为两次，按旋涂、退火、旋涂、退火交替进行。
在一实施例中，N型半导体金属氧化物纳米粒子可通过购买或自行制备得到。在一实施例中，N型半导体金属氧化物纳米粒子的制备方法可采用水热法，以ZnO为例，可通过将锌化合物与碱液混合，加热反应得到ZnO。
本发明实施例还提供一种钙钛矿电池结构，包括基底、空穴传输层、钙钛矿层、电极层以及所述的电子传输层，所述基底与所述电极层相对设置，所述钙钛矿层设置于所述基底与所述电极层之间，所述电子传输层设置于所述电极层与所述钙钛矿层之间，所述空穴传输层设置于所述基底与所述钙钛矿层之间。
该实施例为p-i-n倒置结构，通过两性离子小分子掺杂N型半导体金属氧化物，钝化N型半导体金属氧化物表面缺陷，减少电子传输层载流子复合，提升电池开路电压。降低N型半导体金属氧化物光催化活性，抑制钙钛矿与N型半导体金属氧化物直接接触反应，提升设计的倒置全无机钙钛矿太阳能电池的稳定性。实现电池的光电转换效率提升，光稳定性提升。本发明的p-i-n倒置结构为高效倒置无机钙钛矿太阳能电池提供新的结构方案，促进无机钙钛矿太阳能电池的研发和实用化进程。
在一实施例中，所述钙钛矿层的材料为无机钙钛矿材料。相对于有机无机杂化钙钛矿材料，无机钙钛矿材料能够提升电池的稳定性。本实施例中，钙铁矿材料为ABX3结构的无机钙钛矿材料。在一实施例中，A是无机离子，B是二价的金属阳离子，X是卤素阴离子。在一实施例中，A可选自Cs+。在一实施例中，B可选自Pb2+及Sn2+中的一种或两种。在一实施例中，X可选自C1-、Br-及I-中的一种或多种。优选的，该卤素阴离子至少包括I-，从而能够实现更好的能级匹配，例如ABI3、ABI2Br。
在一实施例中，还包括C60层，所述C60层设于所述电子传输层与所述电极层之间，起到降低电极功函数匹配能级，以及阻挡电极蒸镀离子对活性层的破坏。
在一实施例中，基底可选自FTO、ITO导电玻璃、AZO玻璃、聚酰亚胺、聚酯(PET)、聚醚砜(PES)及聚对荼二甲酸乙二醇酯(PEN)中的一种。
在一实施例中，空穴传输层中的空穴传输材料可选自NiO、MoO3、CuO、CuSCN、氧化还原石墨烯、P3CT、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]及聚[双(4-苯基)(2,4,6–三甲基苯基)胺]中的一种或多种。
在一实施例中，电极为金属电极，可选自金、钯、银、钛、铬、镍、铝及铜等中的一种或者几种的复合电极。
在一具体实施例中，空穴传输材料选自P3CT，钙钛矿层选自CsPbI2Br和CsPbI3中的一种或两种，电子传输材料选自ZnO。钙钛矿电池结构中的每一层都有不同的材料可供选择，但是高效的钙钛矿电池必须满足层与层之间能级匹配原则，载流子才可以有效地从钙钛矿传输至电极。本实施例选择P3CT/CsPbI2Br(CsPbI3)/ZnO/C60的结构，满足能级匹配的前提。本实施例中，电子传输层采用ZnO可以获得高的开路电压。而钙钛矿层采用CsPbI2Br或CsPbI3，不采用CH3NH3PbI3，CsPbBr3等，是因为其同时具备能级匹配与全无机钙钛矿稳定性的优势。
在一实施例中，钙钛矿层可采用溶液法(一步旋涂法、两步沉积法、反溶剂滴加法等)、气相辅助溶液法、气相共蒸发法及刮涂法中的一种方法制备。在一实施例中，可通过溶液法制备，将钙钛矿材料分散液施加在空穴传输层上，退火成膜。优选的，退火方式为一步退火，一步退火避免了成膜过程两次退火导致的二次成核过程，从而减少晶粒数量但是增大晶粒尺寸，形成致密均匀的钙钛矿薄膜，减少钙钛矿内部的缺陷。
在一实施例中，空穴传输层、电极及C60层可采用常规的方法制备。例如电极及C60层可通过真空热蒸镀制备。优选的，空穴传输层可通过溶液法制备。电子传输层与空穴传输层均采用低温溶液法制备，避免了高温退火产生的缺陷。
本发明实施例还提供一种钙钛矿太阳能电池，包括所述的钙钛矿电池结构。
以下为具体实施例。
实施例1
(1)两性离子小分子掺杂ZnO的制备和CsPbI2Br前驱体溶液制备
(a)两性离子小分子掺杂ZnO:将2.36g Zn(Ac)2 .2H2O加入到盛有100ml甲醇溶剂的圆底烧瓶中，升温到60℃直至全部溶解。将1.18g KOH溶于52ml甲醇配制KOH溶液，并将KOH溶液匀速滴入圆底烧瓶。在60℃下反应2.5小时，反应析出沉淀物。离心收集氧化锌沉淀物，用醇溶剂清洗三次得到ZnO纳米粒子，分散在三氟乙醇中，加入定量的两性离子分子材料，充分混匀得到两性离子小分子修饰的氧化锌溶液(ZnO浓度6mg/ml，两性离子小分子浓度0.5mg/ml)。
(b)CsPbI2Br:称取259.8mg碘化铯(CsI)，230.5mg碘化铅(PbI2)和183.5mg溴化铅(PbBr2)溶于1ml DMSO中，60℃加热搅拌1h使其充分溶解，得到溶液浓度为1M的澄清溶液。
(2)基于两性离子掺杂氧化锌电子传输层的倒置全无机钙钛矿太阳能电池(ITO/P3CT/CsPbI2Br/ZnO/C60/Ag)的制备。
(a)在ITO基底上以P3CT溶液旋涂制膜(4000转/分,30秒)，空气中100℃热退火20分钟，获得P3CT空穴传输层。
(b)在P3CT薄膜上制备CsPbI2Br全无机钙钛矿活性层：先1000转/分旋涂，10秒，后4000转/分，30秒，在手套箱放置10分钟后，300℃退火10分钟，得到钙钛矿层。
(c)在CsPbI2Br钙钛矿层上溶液旋涂沉积两性离子小分子修饰的氧化锌电子传输层(ZnO 6mg/ml，两性离子小分子0.5mg/ml，2000转/分，30秒)。
(d)最后在真空条件下，采用热蒸镀的方法制备C60(20nm)和Ag(100nm)。
对本施例制备的倒置全无机钙钛矿器件进行性能测试，结果如图1-5所示。图1为参考器件和本实施例的优化器件分别在光，热，空气条件下的照片对比，证明TPPPS优化后的器件稳定性得到提升；图2为紫外光电子能谱UPS对比，说明修饰后ZnO的能级更加匹配，更有利于载流子的传输；图3为器件的参数表征，证明了器件的效率得到优化；图4对器件缺陷态密度进行分析对比，证明了掺杂TPPPS有利于抑制缺陷；图5为器件稳定性对比，说明掺杂后器件在空气中稳定性与光照条件下稳定性都得到了提高。
对30个相同的参考器件和本实施例优化器件的电压、电流、填充因子和效率四个参数的统计，结果如表1所示，是对图3效率统计值的补充，说明了TPPPS掺杂后器件的电压和填充因子得到大幅提升，说明器件转化效率更高，重现性更好。
表1倒置钙钛矿太阳能电池的器件关键参数统计对照表
Figure BDA0002444192200000091
实施例2
(1)两性离子小分子掺杂ZnO和CsPbI2Br前驱体溶液的制备
(a)两性离子小分子掺杂ZnO:首先，将聚乙二醇溶液注入三口烧瓶中。然后，在剧烈搅拌的同时将2.36g Zn(CH3COO)2 .2H2O和2.02g(NH4)2CO3水溶液滴入烧瓶中。在室温下反应2小时后，将沉淀物洗涤并用氨溶液(pH＝9)和无水乙醇过滤几次，然后在真空下干燥12小时。最后，将前驱体在450℃的烤箱中煅烧3h并研磨，得到ZnO纳米颗粒，分散在三氟乙醇溶剂中,加入定量的两性离子分子材料，充分混匀得到两性离子小分子修饰的氧化锌溶液(ZnO浓度6mg/ml，两性离子小分子浓度0.5mg/ml)。
(b)CsPbI2Br:称取259.8mg碘化铯(CsI)，230.5mg碘化铅(PbI2)和183.5mg溴化铅(PbBr2)溶于1ml DMSO中，60℃加热搅拌1h使其充分溶解，得到溶液浓度为1M的澄清溶液。
(2)基于两性离子掺杂氧化锌电子传输层的倒置全无机钙钛矿太阳能电池(ITO/P3CT/CsPbI2Br/ZnO/C60/Ag)制备。
(a)在ITO基底上以P3CT溶液旋涂制膜(4000转/分,30秒)，空气中100℃热退火20分钟，获得P3CT空穴传输层。
(b)在P3CT薄膜上制备CsPbI2Br全无机钙钛矿层:先1000转/分旋涂10秒，后4000转/分，30秒，在手套箱放置10分钟后，300℃退火10分钟，得到钙钛矿层。
(c)在CsPbI2Br钙钛矿层上溶液旋涂沉积两性离子小分子修饰的氧化锌电子传输层(ZnO 6mg/ml，两性离子小分子0.5mg/ml，2000转/分，30秒)。
(d)最后在真空条件下，采用热蒸镀的方法沉积C60(20nm)和Ag(100nm)。
实施例3
(1)两性离子小分子掺杂ZnO和CsPbI3前驱体溶液的制备
(a)两性离子小分子掺杂ZnO:将2.36g Zn(Ac)2 .2H2O加入到盛有100ml甲醇溶剂的圆底烧瓶中，升温到60℃直至全部溶解。将1.18g KOH溶于52ml甲醇配制KOH溶液，并将KOH溶液匀速滴入圆底烧瓶。在60℃下反应2.5小时，反应析出沉淀物。离心收集氧化锌沉淀物，用醇溶剂清洗三次得到ZnO纳米粒子，分散在三氟乙醇中，加入定量的两性离子分子材料，充分混匀得到两性离子小分子修饰的氧化锌溶液(ZnO浓度6mg/ml，两性离子小分子浓度0.5mg/ml)。
(b)CsPbI3:称取360mg碘化铯(CsI)和880mg HPbI3溶于1ml DMF中，60℃加热搅拌2h使其充分溶解，得到CsPbI3的澄清溶液。
(2)基于两性离子掺杂氧化锌电子传输层的倒置全无机钙钛矿太阳能电池(ITO/P3CT/CsPbI3/ZnO/C60/Ag)的制备。
(a)P3CT溶液在ITO基底上旋涂制膜(4000转/分,30秒)，在空气中100℃热退火20分钟，得到P3CT空穴传输层。
(b)在P3CT上制备CsPbI3全无机钙钛矿层：先2000转/分旋涂30秒，在手套箱放置150℃退火5分钟，得到钙钛矿层。
(c)在CsPbI3钙钛矿层上溶液旋涂沉积两性离子小分子修饰的氧化锌电子传输层(ZnO 6mg/ml，两性离子小分子0.5mg/ml，2000转/分，30秒)。
(d)最后在真空条件下，采用热蒸镀的方法沉积C60(20nm)和Ag(100nm)。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种电子传输层，其特征在于，由两性离子小分子和电子传输材料组成，所述两性离子小分子掺杂在所述电子传输材料中，所述电子传输材料为N型半导体金属氧化物，所述两性离子小分子与所述电子传输材料的质量比为1:(5～50)；所述两性离子小分子选自3-(三苯基磷)丙烷-1-磺酸盐、4-(三苯基磷)丁烷-1-磺酸盐及罗丹明101内盐中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的电子传输层，其特征在于，所述N型半导体金属氧化物选自TiO2、SnO2、ZnO、Nb2O5及In2O3中的一种或多种。
3.根据权利要求1-2任一项所述的电子传输层，其特征在于，所述两性离子小分子与所述电子传输材料均匀分布在所述电子传输层中。
4.根据权利要求1-2任一项所述的电子传输层，其特征在于，所述两性离子小分子与所述电子传输材料通过氢键配位连接。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的电子传输层的制备方法，包括以下步骤：将所述电子传输材料、所述两性离子小分子和分散剂的混合液施加在钙钛矿层上，然后去除溶剂。
6.一种钙钛矿电池结构，其特征在于，包括基底、空穴传输层、钙钛矿层、电极层以及如权利要求1-4任一项所述的电子传输层，所述基底与所述电极层相对设置，所述钙钛矿层设置于所述基底与所述电极层之间，所述电子传输层设置于所述电极层与所述钙钛矿层之间，所述空穴传输层设置于所述基底与所述钙钛矿层之间。
7.根据权利要求6所述的钙钛矿电池结构，其特征在于，所述钙钛矿层的材料为无机钙钛矿材料。
8.根据权利要求6-7任一项所述的钙钛矿电池结构，其特征在于，还包括C60层，所述C60层设于所述电子传输层与所述电极层之间。
9.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括如权利要求6-8任一项所述的钙钛矿电池结构。
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