【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氧化锡溶胶，特别涉及一种氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法。
技术介绍
1、钙钛矿太阳能电池是极具竞争力的新一代太阳能电池，氧化锡作为其电子传输层具有迟滞效应小、电子传输性能优、可低温加工等优点，成为钙钛矿太阳能电池电子传输层的主流(pengfeiwu,etal.,j.mater.chem.a,2021,9,19554-19588)。对于n-i-p正置结构的太阳能电池而言，氧化锡层的厚度非常薄(几纳米到几十纳米)，在导电玻璃等基底上均一沉积大面积氧化锡薄膜是一个巨大的挑战，其最关键的是氧化锡前体溶液(tonglebu,etal.,nature communications，2018，9，4609)。
2、最常用的氧化锡前体是商用alfaaesar的氧化锡水胶体(pengfeiwu,etal.,j.mater.chem.a,2021,9,19554-19588)。该溶胶的分散质为水，采用koh作为稳定剂，ph为10.9，sno2质量分数为15％-20％(z.liu,etal.,angew.chem.int.ed.2019,58,11497.)。使用前须用去离子水稀释5倍，然后旋涂/刮涂于基底表面。由于分散质为水，表面张力较大，溶胶不易在各类基底上分散均匀，在大面积涂布中难以获得均一的氧化锡涂层。其次，该溶胶通过双电层稳定，易受环境影响，浓度较高，易在存储过程中发生团聚。此外，制备钙钛矿太阳能电池时，常需要调控氧化锡层的表面性质和能带结构，以提高氧化锡层和钙钛矿层间的结合力、促进电荷传输，但对alfaaesa
3、现有技术中解决上述问题的方式大多是对氧化锡溶胶进行掺杂改性，如tonglebu,etal.,naturecommunications，2018，9，4609(doi：10.1038/s41467-018-07099-9)，公开了一种氧化锡溶胶的制备方法，具体为：将0.15m的sncl4水溶液90℃水热处理1h，将溶液由乙醚、异丙醇混合溶液洗涤、离心分离得氧化锡纳米颗粒，再将纳米颗粒重新分散于异丙醇中。但是，该制备方法中需先离心分离纳米颗粒、再分散，流程长，不适用于sno2溶胶的大批量制备，较难实施改性。
4、中国专利文献cn113421976a公开了一种l-半胱氨酸盐修饰氧化锡的方法及其在钙钛矿太阳能电池中的应用，具体来讲，是利用l-半胱氨酸盐抑制alfa aesar商用sno2溶胶中氧化锡纳米颗粒的团聚，提高氧化锡电子传输层薄膜的均一性。但是在alfaaesar商用sno2溶胶基础上的改性，不能改善水溶胶表面张力较大的缺点。
5、中国专利文献cn112978788a公开了一种氧化锡溶胶制备方法、无退火效应的氧化锡平面结构钙钛矿光伏电池及制备方法，具体来讲，是将snc2o4、c2h2o4、乙醇和水形成的悬浮液搅拌1-3天，得到氧化锡溶胶。但是该方法中是以sn2+为锡源，需要经历氧化过程，所形成的sno2结晶性较差，需要在400℃以上退火才能得到较好结晶性的氧化锡层。
6、中国专利文献cn101580270a公开了一种纳米掺杂氧化锡溶胶的制备方法，具体来讲，是将nh3·h2o或naoh碱溶液加入锡盐和掺杂剂的水溶液，调节ph至6-8反应生成沉淀，再将沉淀通过双氧水或草酸解胶，得到掺杂的氧化锡溶胶。但是该制备方法中先制备氧化锡粉体再解胶，流程长，且得到的仍为水溶胶，不易在导电玻璃表面均一铺展。
7、中国专利文献cn105324338a公开了一种氟掺杂的氧化锡胶体以及用于制备其的方法，具体来讲，是将草酸亚锡、氟化季铵盐、过氧化氢与一种酸混合，溶于醇水混合物中，醇水比为1:12至1:4，再将混合物120-220℃水热处理，再经过脱盐、溶剂交换，得到氟掺杂的氧化锡胶态悬浮体。但是该方法所用草酸亚锡不溶于水，须用双氧水加速溶解和氧化；所用醇水溶液的水比例较大，不利于降低溶胶表面张力，因此不适用于钙钛矿太阳能电池中氧化锡层的制备，主要用于眼科镜片的抗静电涂层中。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中的氧化锡溶胶存在表面张力较大(在基底上分散不均匀)，不稳定(在存储过程中发生团聚)，或对其改性时溶胶易团聚等的问题，导致其不适用于钙钛矿太阳能电池中氧化锡层。因此，提供一种氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，该方法对氧化锡溶胶进行原位改性，且制得的氧化锡溶胶具有优异的稳定性、适宜的表面性质，在涂布时能够获得较好均一性和表面性质的氧化锡层，不会团聚，能够应用于钙钛矿太阳能电池中的氧化锡层。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，包括如下步骤：
4、1)将四价无机锡盐溶于醇类溶剂中，得溶液a；所述四价无机锡盐的浓度为0.2-1.5mol/l；
5、2)将氨基酸类修饰剂、羧酸类添加剂溶于去离子水中，得溶液b；所述羧酸类添加剂与所述四价无机锡盐的摩尔比0.05-1:100；
6、3)搅拌条件下，将所述溶液b与所述溶液a混合，得透明溶液c；
7、4)将所述透明溶液c在80-150℃水热反应0.5-10h，即得所述氨基酸修饰的氧化锡溶胶；
8、步骤2)中所述去离子水与步骤1)中所述醇类溶剂放入体积比为0.25-2:1。
9、优选的，本专利技术提供的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法中，步骤4)中，所述水热反应的温度为100-120℃。
10、可选的，本专利技术提供的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法中，所述羧酸类添加剂选自有机酸和/或含氮的有机酸。
11、可选的，本专利技术提供的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法中，所述羧酸类添加剂选自柠檬酸、乙二胺四乙酸和氨三乙酸等中的任一种。
12、可选的，本专利技术提供的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法中，所述氨基酸类修饰剂与所述四价无机锡盐的摩尔比为0.5-3:100。
13、可选的，本专利技术提供的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法中，所述氨基酸类修饰剂选自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天门冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸等中的任一种。
14、可选的，本专利技术提供的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法中，所述溶液b与所述a溶液直接混合、将所述溶液b递加入所述溶液a、或者将所述a溶液滴加如所述b溶液中都可以，优选以滴加的方式混合，进一步优选的滴加速度为1-10ml/min。
15、可选的，本专利技术提供的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法中，步骤3)中，搅拌速率及混合时间不做具体限定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为100-120℃。
3.如权利要求1所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，所述羧酸类添加剂选自有机酸和/或含氮的有机酸。
4.如权利要求3所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，所述羧酸类添加剂选自柠檬酸、乙二胺四乙酸和氨三乙酸中的任一种。
5.如权利要求1所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，所述氨基酸类修饰剂与所述四价无机锡盐的摩尔比为0.5-3:100。
6.如权利要求1所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，所述氨基酸类修饰剂选自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天门冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸中的任一种。
7.如权利要求1所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所
8.如权利要求1所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，所述溶液B与所述A溶液以滴加的方式混合，优选所述滴加速度为1-10mL/min。
9.如权利要求1所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，步骤4)中，所述水热反应在水热釜中进行，所述水热釜的体积填充率为10％-50％。
10.如权利要求1所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，所述四价无机锡盐选自无水四氯化锡和/或五水合氯化锡；和/或
...【技术特征摘要】
1.一种氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为100-120℃。
3.如权利要求1所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，所述羧酸类添加剂选自有机酸和/或含氮的有机酸。
4.如权利要求3所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，所述羧酸类添加剂选自柠檬酸、乙二胺四乙酸和氨三乙酸中的任一种。
5.如权利要求1所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，所述氨基酸类修饰剂与所述四价无机锡盐的摩尔比为0.5-3:100。
6.如权利要求1所述的氨基酸修饰的氧化锡溶胶的制备方法，其特征在于，所述氨基酸类修饰剂选自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢音，崔岩，何盛宝，迟克彬，史得军，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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