CN112186107B

CN112186107B - 一种空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池及其制备方法

Info

Publication number: CN112186107B
Application number: CN202011033201.3A
Authority: CN
Inventors: 台启东; 崔霞霞; 王珍
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2020-09-27
Filing date: 2020-09-27
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2040-09-27
Also published as: CN112186107A

Abstract

本发明属于钙钛矿电池技术领域，公开了一种空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池及其制备方法，锡基钙钛矿太阳能电池从下至上依次为透明导电玻璃、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层和电极；空穴传输层为直径为5‑10nm的氧化镍纳米颗粒。制备方法包括：将ITO玻璃清洗，吹干，制得ITO玻璃衬底；制备氧化镍纳米颗粒空穴传输层；制备锡基钙钛矿薄膜；在钙钛矿层上制备电子传输层；在电子传输层上制备金属电极从而获得太阳能电池。本发明制备出的锡基钙钛矿电池光电转化效率是7.42％。此外，该电池在600s的最大功率点跟踪范围内保持效率约为7.4％的稳定输出，表明其有较好的稳定性。

Description

一种空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池及其制备方法

技术领域

本发明属于钙钛矿电池技术领域，尤其涉及一种空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

目前，有机无机卤化铅(APbX₃，A＝Cs⁺，甲基铵(MA⁺)或甲醚胺(FA⁺)；X＝I^-或Br^-)的钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于其高效、低成本和简单的制造工艺而受到人们的广泛关注。然而，这些钙钛矿中有毒的Pb含量阻碍了器件的实际应用，从而引发了对无铅或少铅钙钛矿(ASnX_3,ASn_xPb_1-xX₃)的研究。锡基钙钛矿具有许多优点，如合适的带隙(1.2-1.4eV)、低激子结合能和高电荷载流子迁移率，是制备高效无铅钙钛矿太阳能电池的有前途的候选材料。但Sn基PSCs的性能由于锡基钙钛矿的氧化不稳定性，对比铅基较差。

对于反式锡基钙钛矿太阳能电池而言，PEDOT：PSS是最受欢迎的空穴传输材料之一，因为它具有合适的机械性能,透明度和功函数，然而它的缺点也不能忽视，它的磺酸基团的亲水性和酸性会减弱钙钛矿的寿命和稳定性，具有对紫外线的不稳定性。另外其高生产成本也限制了它的商业化。因此找到替代有机空穴层的无机材料至关重要。

无机空穴传输材料具有较高的空穴迁移率，良好的稳定性，成为良好的空穴传输材料。氧化镍的价带与许多钙钛矿的价带相匹配，因其具有宽禁带、良好的电子阻挡性和光学透光性。是一种有前景的空穴传输材料。然而，从低温溶液过程中制备高效的高分散性且pH范围可调的氧化镍纳米颗粒空穴传输层仍然是一个巨大的挑战，传统的方法利用氢氧化钠调节pH来合成氧化镍纳米颗粒要固定pH值为10才能合成出比较理想的氧化镍纳米颗粒，较难控制且合成的纳米颗粒较难分散。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)有机无机卤化铅的钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于其高效、低成本和简单的制造工艺而受到人们的广泛关注。然而，这些钙钛矿材料中含有大量的有毒金属铅(Pb)，严重阻碍了器件的实际应用。

(2)反式钙钛矿电池常用的空穴传输材料PEDOT:PSS具有严重的稳定性缺陷，不利于器件的长期可靠性。

(3)氧化镍是较为稳定的空穴传输材料，现有技术中，利用氢氧化钠调节pH来合成氧化镍纳米颗粒要固定pH值为10才能合成出比较理想的氧化镍纳米颗粒，合成工艺较难控制，不利于大规模、低成本的商业化制备。

解决以上问题及缺陷的难度为：

锡基钙钛矿具有优异的光电特性，是制备高效无铅钙钛矿太阳能电池的最具前景的候选材料。受制于锡基钙钛矿材料本征稳定性较差，锡基钙钛矿电池通常需以反式结构制备，器件性能和稳定性严重依赖于空穴传输材料基底的选择。因此，寻找电荷传输性能优异、物理化学性质稳定的新型空穴材料及其简单可靠的制备工艺是制备高效、稳定锡基无铅钙钛矿太阳能电池的关键要素之一。

解决以上问题及缺陷的意义为：

本发明改善了锡基钙钛矿太阳能电池的性能及稳定性，通过提高空穴提取效率从而优化电池性能，为开发低成本的高分散的氧化镍纳米颗粒空穴传输层的钙钛矿太阳能电池提供了一条新思路，在较宽的pH范围合成都能获得较好分散性的氧化镍纳米颗粒，适用于大规模的应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池及其制备方法。具体涉及一种基于高分散性且合成pH范围较宽的氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池及其制备方法。具体为一种基于高分散性且在较宽的pH范围内可以稳定合成的氧化镍空穴传输层的反式锡基钙钛矿太能电池及其制备方法。

本发明是这样实现的，本发明公开了一种高分散性且合成PH范围较宽的氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池，其特征在于采用以下制备方法制成：(1)将ITO玻璃清洗，吹干，制得ITO玻璃衬底；(2)制备氧化镍纳米颗粒空穴传输层；(3)制备锡基钙钛矿薄膜；(4)在钙钛矿层上制备电子传输层；(5)在电子传输层上制备金属电极从而获得太阳能电池；

优选的，制备氧化镍纳米颗粒空穴传输层是由氨水调节pH值。

优选的，氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备氧化镍纳米颗粒分散液；

将一定量六水硝酸镍溶解于去离子水中，制得黑绿色前驱体溶液；然后用氨水调节前驱体溶液的PH值，氨水与硝酸镍的摩尔比为1～5。所得前驱体溶液经陈化、离心、洗涤、干燥、烧结后，收获深黑色粉末，将所得氧化镍纳米颗粒分散到去离子水与异丙醇的混合液中制得氧化镍纳米颗粒分散液；

步骤2、清洗并吹干ITO基底玻璃，制得ITO玻璃衬底；

步骤3、将步骤一制备的氧化镍纳米颗粒分散液涂布在ITO玻璃衬底上，制得空穴传输层；

步骤4、在空穴传输层上制备锡基钙钛矿吸收层；

步骤5、在锡基钙钛矿吸收层上制备电子传输层；

步骤6、在电子传输层上蒸镀电极

优选的，步骤1中所述40～50mmol六水硝酸镍溶解于100mL去离子水中,；然后用的30％氨水调节前驱体溶液的PH值，将所得前驱体溶液陈化一夜，离心，用去离子水洗涤两次，将所得产物真空干燥、烧结，将烧结后所得氧化镍纳米颗粒以5～10mg/mL浓度分散到去离子水与异丙醇体积比(3-4)：1分的混合液中制得氧化镍纳米颗粒分散液。

优选的，前驱体溶液的离心速度为5000～7000rmp/s,离心时间为5～10min；真空干燥温度为80～100℃，干燥时间为10～24h；干燥产物在200～400℃下烧结30～120min。

优选的，步骤3中通过旋涂法将氧化镍纳米颗粒分散液涂布在ITO基底上，并在加热板上100～200℃范围内退火处理10～30min；其中旋涂转速为2000～4000rmp/s,旋涂时间为30～60s。

优选的，步骤4中，钙钛矿吸收层材料为ASnX₃或ASn_xPb_1-xX₃钙钛矿晶体，其中A＝Cs⁺，甲基铵(MA⁺)或甲醚胺(FA⁺)；X＝I^-或Br^-。

优选的，步骤5中，将PCBM溶解于氯苯溶液中，制备浓度为20mg/mL的PCBM氯苯溶液，将PCBM氯苯溶液通过旋涂法旋涂在钙钛矿吸收层上，制得电子传输层，其中旋涂速度为1500～3000rmp/s,旋涂时间为40～60s。

优选的，步骤6中，电极选用Ag或Al材料，电极厚度为100～200nm。

本发明另一目的在于提供一种高分散性且合成pH范围较宽的氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿电池从下至上依次为透明导电玻璃(1)、空穴传输层(2)、钙钛矿吸收层(3)、电子传输层(4)、电极(5)；其中所述空穴传输层为直径为5-10nm的氧化镍纳米颗粒。

氧化镍纳米颗粒的制备是利用氨水来调节pH值。

本发明的另一目的在于提供一种搭载所述锡基钙钛矿太阳能电池的太阳能装置。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明提供的反式锡基钙钛矿太能电池包括，透明导电衬底、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、金属电极。对比传统的较难控制得用氢氧化钠来调节固定的pH值(PH＝10)合成氧化镍纳米颗粒的方法，所述氧化镍纳米颗粒空穴传输层是利用氨水合成，可以在柔和且较宽的pH范围内稳定的合成且分散性较好，适用于大规模的应用。高分散性的氧化镍纳米颗粒作为空穴传输层可以避免钙钛矿吸光层与透明电极的接触，阻止界面载流子的复合。所制备的反式锡基钙钛矿太能电池具有优异的光伏性能以及较好的稳定性。

相比于现有技术，本发明的优点进一步包括：

本发明公开了一种高分散性且合成pH范围较宽的氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池，该电池的空穴传输层是氧化镍纳米颗粒，该纳米颗粒的直径尺寸是5-10nm，该方法可获得低成本高分散性的氧化镍纳米颗粒空穴传输层，另外该方法可在较宽的pH范围合成，在一定的pH范围内都能够获得较高分散性的氧化镍纳米颗粒，适用于大规模的应用。该方法操作简单、成本低、分散性好、利用该高分散性的氧化镍纳米颗粒可制备出平整度好，表面均匀，性能优异的空穴传输层。该方法改善了锡基钙钛矿太阳能电池的性能及稳定性，通过提高分散性获得致密的薄膜来提高空穴提取效率从而优化电池性能。通过该方法制备出的电池光电转化效率是7.42。此外，在600s的最大功率点跟踪范围内锡基钙钛矿太阳能电池的稳定PCE为7.42％表明电池有较好的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的制备出的钙钛矿太阳能电池结构示意图。

图1中：1、导电玻璃；2、空穴传输层；3、钙钛矿吸收层；4、电子传输层；5、电极。

图2是本发明实施例提供的煅烧后氧化镍纳米颗粒的XRD图。

图3是本发明实施例提供的氧化镍纳米颗粒薄膜的SEM图。

图4是本发明实施例提供的氧化镍纳米颗粒的TEM图。

图5是本发明实施例提供的为氧化镍纳米颗粒薄膜的紫外可见光吸收曲线图。

图6是本发明实施例提供的实施例3优选电池的J-V曲线图。

图7是本发明实施例提供的实施例3优选电池在空气中的稳定性功率曲线图。

图8是本发明实施例提供的实施例1-5电池的J-V曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池及其制备方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明提供一种高分散性且合成pH范围较宽的氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池，该电池的结构如图1所示，从下至上依次为透明导电玻璃1(导电层厚度约为100-200nm)、空穴传输层2(厚度5-20nm)、钙钛矿吸收层3(厚度100-500nm)、电子传输层(厚度5-20nm)4、电极5(厚度50-200nm)；其中所述空穴传输层为直径为5-10nm的氧化镍纳米颗粒。

本发明还提供一种氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备氧化镍纳米颗粒分散液；

(1)将40～50mmol六水硝酸镍溶解于100mL去离子水中；然后用的30％氨水调节前驱体溶液的pH值，搅拌均匀得到前驱体溶液；

(2)将前驱体溶液陈化一夜，以5000～7000rmp/s离心速率将所得沉淀离心,离心时间为5～10min；用去离子水洗涤两次，将所得产物置于真空干燥箱中干燥，真空干燥温度为80～100℃，干燥时间为10～24h；得到干燥产物后将干燥产物研磨置于马弗炉中200～400℃下烧结30～120min。制得煅烧产物为氧化镍纳米颗粒。

所得氧化镍纳米颗粒以5～10mg/mL浓度分散到去离子水或其与异丙醇体积比(3-4)：1分的混合液中制得氧化镍纳米颗粒分散液。

步骤2、制备ITO玻璃衬底。

将ITO玻璃切成1.5x1.3cm大小。依次在去离子水、丙酮、乙醇中超声清洗各20～30min,吹干，作为ITO玻璃衬底备用。

步骤3、制备氧化镍纳米颗粒空穴传输层。

通过溶液旋涂法将步骤一制得的氧化镍纳米颗粒分散液用0.45μm尼龙过滤器过滤后旋涂在ITO玻璃衬底上。然后在100～200℃的热板上退火20～40min；制得氧化镍纳米颗粒空穴传输层；其中旋涂速度为3000～5000rpm，旋涂时间为30～60s。

步骤4、制备钙钛矿吸收层。

(1)制备钙钛矿吸收层前驱液：

将1M FAI、CsI、甲基铵(MAI)或甲醚胺(FAI)任意一种与1M DMSO、0.1M Sncl₂或PbI加在一定量DMF中,DMF与DMSO体积比为9:1，制备浓度为1mol/L的钙钛矿前驱液。

(2)制备钙钛矿吸收层

将浓度为1mol/L的钙钛矿前驱体溶液通过旋涂法旋涂在空穴传输层上，旋涂转速为4000～5000rmp/s，旋涂时间为30～50s，在此过程中，氯苯(CB)在11～15s迅速滴到基片上。然后在70～100℃退火5～15min。

步骤5、制备电子传输层

将PCBM溶解于氯苯溶液中，制备浓度为20mg/mL的PCBM氯苯溶液，将PCBM氯苯溶液通过旋涂法旋涂在钙钛矿吸收层上，制得电子传输层，其中旋涂速度为1500～3000rmp/s,旋涂时间为40～60s。所有的程序都是在充满N₂的手套箱中进行的。

步骤6、蒸镀电极

采用蒸镀法在电子传输层上蒸镀Ag或Al电极，蒸镀速率为

电极厚度为50～200nm。

在本发明中，参见图1为本发明制备出的钙钛矿太阳能电池的结构示意图。

图2为实施例1的步骤1中烧结后制得的氧化镍纳米颗粒的XRD图，由XRD计算所得氧化镍纳米颗粒的平均颗粒直径尺寸为8～10nm。

图3为氧化镍纳米颗粒薄膜的SEM图从图中可以看出氧化镍薄膜平整度好，表面均匀且致密，这也说明氧化镍的高分散性。

图4为氧化镍纳米颗粒的TEM图，从图4中可以看出通过该方法制备的氧化镍纳米颗粒的平均颗粒尺寸为5～10nm，这也和XRD计算出的颗粒粒径一致。

图5为氧化镍纳米颗粒薄膜的紫外可见光吸收曲线，该图说明氧化镍纳米颗粒薄膜具有高的光学透过率，可降低光吸收损失。

图6为实施例3中优选器件的J-V曲线图，表3可以看出优选电池具有优良的光伏性能，器件效率可以达到7.42％。

图7为实施例3中优选电池在空气中的效率稳定输出曲线图，可以看出优选电池具有较好的稳定性。

图8为实施例1-5的J-V曲线图，表1可以看出实施例1-5的光伏性能基本没有太大变化，效率在5.84～6.6％之间波动，结合表3可以看出实施例1-5在5-9的PH范围内光伏性能较稳定，说明在5-9的较宽pH范围内都能合成分散性较好的氧化镍纳米颗粒从而获得较宽pH范围内光伏性能较为稳定且性能优良的锡基钙钛矿太阳能电池。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

步骤1、制备氧化镍纳米颗粒分散液；

(1)将50mmol六水硝酸镍溶解于100mL去离子水中；然后如表3所示用1倍的硝酸镍的物质的量的30％氨水(2.8mL)调节前驱体溶液的pH值到5-6，搅拌均匀得到前驱体溶液；

(2)将前驱体溶液陈化一夜，以5000rmp/s离心速率将所得沉淀离心,离心时间为5min；用去离子水洗涤两次，将所得产物置于真空干燥箱中干燥，真空干燥温度为100℃，干燥时间为12h；得到干燥产物后将干燥产物研磨置于马弗炉中270℃下烧结120min。制得煅烧产物为氧化镍纳米颗粒。

所得氧化镍纳米颗粒以8mg/mL浓度分散到去离子水与异丙醇体积比3：1分的混合液中制得氧化镍纳米颗粒分散液。

步骤2、制备ITO玻璃衬底。

将ITO玻璃切成1.5x1.3cm大小。依次在去离子水、丙酮、乙醇中超声清洗各20min,吹干，作为ITO玻璃衬底备用。

步骤3、制备氧化镍纳米颗粒空穴传输层。

通过溶液旋涂法将步骤一制得的氧化镍纳米颗粒分散液用0.45μm尼龙过滤器过滤后旋涂在ITO玻璃衬底上。然后在150℃的热板上退火30min；制得氧化镍纳米颗粒空穴传输层；其中旋涂速度为4000rpm，旋涂时间为40s。

步骤4、制备钙钛矿吸收层。

(1)制备钙钛矿吸收层前驱液：

将1M FAI、与1M DMSO、0.1M Sncl₂加在一定量DMF中,DMF与DMSO体积比为9:1，制备浓度为1mol/L的钙钛矿前驱液。

(2)制备钙钛矿吸收层

将浓度为1mol/L的钙钛矿前驱体溶液通过旋涂法旋涂在空穴传输层上，旋涂转速为5000rmp/s，旋涂时间为30～50s，在此过程中，氯苯(CB)在13s迅速滴到基片上，然后在70退火5min。

步骤5、制备电子传输层

将PCBM溶解于氯苯溶液中，制备浓度为20mg/mL的PCBM氯苯溶液，将PCBM氯苯溶液通过旋涂法旋涂在钙钛矿吸收层上，制得电子传输层，其中旋涂速度为3000rmp/s,旋涂时间为40s。所有的程序都是在充满N₂的手套箱中进行的。

步骤6、蒸镀电极

采用蒸镀法在电子传输层上蒸镀Ag电极，蒸镀速率为

电极厚度为200nm。

实施例2

步骤1、制备氧化镍纳米颗粒分散液；

(1)将50mmol六水硝酸镍溶解于100mL去离子水中；然后如表3所示用2倍的硝酸镍的物质的量的30％氨水(5.6mL)调节前驱体溶液的pH值到6-7，搅拌均匀得到前驱体溶液；

其它步骤同上

实施例3

步骤1、制备氧化镍纳米颗粒分散液；

(1)将50mmol六水硝酸镍溶解于100mL去离子水中；然后如表3所示用3倍的硝酸镍的物质的量的30％氨水(8.4mL)调节前驱体溶液的pH值到7-8，搅拌均匀得到前驱体溶液；

其他步骤同上

实施例4

步骤1、制备氧化镍纳米颗粒分散液；

(1)将50mmol六水硝酸镍溶解于100mL去离子水中；然后如表3所示用4倍的硝酸镍的物质的量的30％氨水(11.2mL)调节前驱体溶液的pH值到8，搅拌均匀得到前驱体溶液；

其他步骤同上

实施例5

步骤1、制备氧化镍纳米颗粒分散液；

(1)将50mmol六水硝酸镍溶解于100mL去离子水中；然后如表3所示用5倍的硝酸镍的物质的量的30％氨水(14mL)调节前驱体溶液的pH值到8-9，搅拌均匀得到前驱体溶液；

其他步骤同上；

表3所示6倍硝酸镍的物质的量的氨水滴加制备不出有光伏性能的电池，故图8中无6倍硝酸镍的物质的量的的J-V曲线。

表1不同氨水滴加量(对应实施例1-5)的锡基钙钛矿太阳能电池光伏性能参数

表2实施例3优选电池的光伏性能参数

表3不同氨水滴加量前驱体溶液的PH值及产率

氨水添加倍数	PH值
		1	5-6
2	6-7
		3	7-8
4	8
		5	8-9

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于高分散性且合成pH范围较宽的氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述基于高分散性且合成pH范围较宽的氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池从下至上依次为透明导电玻璃、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层和电极；

所述空穴传输层为直径为8-10nm的氧化镍纳米颗粒；

所述氧化镍纳米颗粒的制备方法如下：将一定量六水硝酸镍溶解于去离子水中，制的深绿色前驱体溶液；然后用氨水调节前驱体溶液的pH值为5-9，氨水与硝酸镍的摩尔比为1~5；所得前驱体溶液经陈化、离心、洗涤、干燥、烧结后得到为深黑色粉末的氧化镍纳米颗粒。

2.一种基于高分散性且合成pH范围较宽的氧化镍纳米颗粒空穴传输层的锡基钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将ITO玻璃清洗，吹干，制得ITO玻璃衬底；

制备氧化镍纳米颗粒空穴传输层；

制备锡基钙钛矿薄膜；

在钙钛矿层上制备电子传输层；

在电子传输层上制备金属电极从而获得太阳能电池；

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，制备氧化镍纳米颗粒空穴传输层由氨水调节pH值。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：

步骤1、制备氧化镍纳米颗粒分散液：将一定量六水硝酸镍溶解于去离子水中，制的深绿色前驱体溶液；然后用氨水调节前驱体溶液的pH值，氨水与硝酸镍的摩尔比为1~5；所得前驱体溶液经陈化、离心、洗涤、干燥、烧结后收获深黑色粉末，将所得氧化镍纳米颗粒分散到去离子水与异丙醇的混合液中制得氧化镍纳米颗粒分散液；

步骤2、清洗并吹干ITO基底玻璃，制得ITO玻璃衬底；

步骤3、将步骤1制备的氧化镍纳米颗粒分散液涂布在ITO玻璃衬底上，制得空穴传输层；

步骤4、在空穴传输层上制备锡基钙钛矿吸收层；

步骤5、在锡基钙钛矿吸收层上制备电子传输层；

步骤6、在电子传输层上蒸镀电极。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1中将40~50mmol六水硝酸镍溶解于100mL去离子水中；然后用的30%氨水调节前驱体溶液的pH值，将所得前驱体溶液陈化一夜，离心，用去离子水洗涤两次，将所得产物真空干燥、烧结，将烧结后所得氧化镍纳米颗粒以5~10mg/mL浓度分散到去离子水与异丙醇体积比（3-4）：1的混合液中制得氧化镍纳米颗粒分散液；

所述前驱体溶液的离心速度为5000~7000rpm，离心时间为5~10min;真空干燥温度为80~100℃，干燥时间为10~24h；干燥产物在200~400℃下烧结30~120min。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中通过旋涂法将氧化镍纳米颗粒分散液涂布在ITO基底上，并在加热板上100~200℃范围内退火处理10~30min；旋涂转速为2000~4000rpm,旋涂时间为30~60s；

所述步骤4中，钙钛矿吸收层材料为ASnX₃或ASn_xPb_1-xX₃钙钛矿晶体， A=Cs，甲基铵(MA)或甲醚胺(FA)；X=I或Br。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，将PCBM溶解于氯苯溶液中，制备浓度为20mg/mL的PCBM氯苯溶液，将PCBM氯苯溶液通过旋涂法旋涂在钙钛矿吸收层上，制得电子传输层，旋涂速度为1500~3000rpm，旋涂时间为40~60s。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，电极选用Ag或Al材料，电极厚度为100~200nm。

9.一种搭载权利要求1所述锡基钙钛矿太阳能电池的太阳能装置。