作为平面异质结钙钛矿太阳能电池（PSCs）的重要组成部分，电子传输层（ETL）在提升PSCs器件的性能和稳定性上起着重要的作用。尽管最常用的两类ETL材料——二氧化钛（TiO₂）和二氧化锡（SnO₂），均以纳米颗粒和溶液方式制备，TiO₂却面临着电子迁移率低、器件滞回效应大、化学稳定性差、需高温制备等问题，相比之下，SnO₂具有优异的光电学性质、更高的稳定性、可低温制备等优势。聚焦于基于SnO₂ ETL的PSCs稳定性和界面电荷提取，首先综述了SnO₂材料的物理性质和优点；然后从制备和成膜方法（如化学浴沉积、溶液旋涂等）入手，进一步阐明了SnO₂的体相和表面缺陷；最后基于SnO₂ ETL的缺陷，从界面钝化、体相掺杂和双电子层构筑等三方面重点介绍了提升PSCs稳定性和界面载流子提取效率的途径。该综述可助力PSCs性能和稳定性的进一步提升，为该新兴光伏技术进一步实用化贡献有用的见解。

本文采用湿法刻蚀法将单层石墨烯(G)与掺氟二氧化锡(FTO)薄膜复合在一起, 采用拉曼(Raman)光谱、聚焦离子束(FIB)和透射电子显微镜(TEM)研究了G/FTO双层薄膜的结构、表面和界面形貌、元素分布等信息; 采用基于原子力显微镜(AFM)的开尔文探针力显微镜(KPFM)和导电原子力显微镜(C-AFM)研究了FTO薄膜和G/FTO双层薄膜的形貌、接触电势差(CPD)、功函数、接触势垒。结果表明, FTO薄膜和G/FTO双层薄膜的接触电势差分别为-0.474、-0.441 V, 两者功函数分别为5.329、5.296 eV。与FTO薄膜相比, G/FTO双层薄膜的迁移率由21.26 cm2·V-1·s-1增加到23.82 cm2·V-1·s-1。FTO薄膜和G/FTO双层薄膜相应的势垒高度分别(0.39±0.06) V和(0.33±0.05) V, G/FTO双层薄膜的势垒高度更小。

为解决硫化过程中Sn元素损失的问题以及减少MoS2的厚度，采用磁控溅射技术，在基于钼的钠钙玻璃衬底上采用双周期溅射的方法，以ZnO/SnO2/Cu的顺序制备了含氧的Cu-Zn-Sn预制层。结果表明：SnO2以及ZnO的使用很好的抑制了Sn元素的损失以及MoS2层的形成，而且在590 ℃的硫化温度下能制备出表面平整、晶粒致密、晶体结构较好的单相Cu2ZnSnS4 (CZTS)吸收层薄膜。最后，制备出结构完整的CZTS薄膜太阳电池，在590 ℃硫化制备的CZTS薄膜太阳电池效率最高，其开路电压为590 mV，短路电流密度为22.09 mA/cm2，填充因子为39.28%，光电转换效率达到5.12%，为今后制备高效CZTS薄膜太阳电池起到了推动作用。

SnO2作为锂离子电池负极材料，因其储量丰富、放电电位低(小于1.5 V)、理论容量高等优点而被广泛研究。然而，SnO2的电导率差，且在锂离子脱嵌过程中会产生巨大的体积膨胀(300%)，导致其倍率性能和循环稳定性差，限制了其实际应用。以SnCl2、L-抗坏血酸和氧化石墨烯(GO)作为反应物，采用一步水热法制备了SnO2@C/rGO纳米复合材料。由L-抗坏血酸缩聚成的无定形碳可作为间隔剂有效抑制石墨烯(rGO)片层间的堆积，且可作为胶合剂将SnO2纳米颗粒锚定于rGO片层之上，有效提高了电极的循环稳定性。在电流密度为0.1 C(1 C=783 mA/g)时，180次循环后容量为731 mA·h/g，在5 C的大电流下可逆容量达410 mA·h/g。上述研究结果为高性能SnO2负极材料的制备提供了新的科学途径。

本文用水热法制备了正交晶系的纳米球状结构的二氧化锡和正交晶系的由片状聚集成球状结构的钨酸铋，并且对二者进行了复合，制备出了二氧化锡/钨酸铋复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测试仪(BET)、紫外可见分光光度计等技术对复合样品的结构、形貌、比表面积、孔容孔径和光学性质进行了表征。用碘钨灯模拟太阳光，分别以二氧化锡、钨酸铋和二氧化锡/钨酸铋复合材料为催化剂降解罗丹明B(RhB)，研究所制备的二氧化锡/钨酸铋复合材料的光催化活性。光催化90 min时二氧化锡、钨酸铋和二氧化锡/钨酸铋对罗丹明B的降解率分别是9%、22%和30%。实验结果表明，在可见光下，二氧化锡/钨酸铋复合材料的光催化活性要高于单一的二氧化锡和钨酸铋。

利用电子束蒸发法在Si衬底上制备了不同厚度的SnO2缓冲层, 并使用磁控溅射法制备出上层氧化钒薄膜, 研究了SnO2缓冲层厚度对于氧化钒薄膜微观结构、相组成以及相变性能的影响。结果表明, 引入具有四方金红石结构的SnO2缓冲层后, 上层氧化钒薄膜的结晶性变好, 随着SnO2缓冲层厚度的增加, 沉积的氧化钒薄膜中V4+含量逐渐提高, 氧化钒薄膜的平均晶粒尺寸增大, 成膜质量变好; 相变锐度有所降低, 热滞回线宽度减小。这些结果表示SnO2缓冲层的引入有利于在硅衬底上生长高质量且相变性能优越的VO2薄膜。

电子传输层对于钙钛矿太阳能电池载流子的抽取与传输起着至关重要的作用，氧化锡由于其优异特性被作为电子传输层广泛应用于正式平板结构钙钛矿太阳能电池中。而目前制备氧化锡薄膜的工艺方法无法满足大面积、自动化等工业需求，亟待发掘新的工艺手段。为解决此问题，本文使用喷涂法成功制备了高质量的氧化锡薄膜。实验结果表明，基于喷涂法制备氧化锡薄膜的钙钛矿太阳能电池对于氧化锡薄膜的厚度有较高的依赖性，通过优化薄膜厚度，电池的光电转化效率可达到1572%; 喷涂得到的氧化锡薄膜存在咖啡环现象，使得串联电阻提高，限制了光电转化效率，但可以通过进一步细化液滴来解决。本文为钙钛矿产业化进程中高质量氧化锡薄膜的制备提供了新的思路与方法。

采用旋涂法在玻璃基底上制备SnO2薄膜, 通过原子力显微镜(AFM)、X射线反射(XRR)、傅氏转换红外线光谱仪(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计、四探针、开尔文探针系统对薄膜的表面形貌、结构及光学特性、电学特性进行分析, 探讨了退火温度对薄膜质量的影响及作用机制。研究发现: 随着退火温度升高, 薄膜厚度和有机成分杂质减小, 薄膜密度递增, 但薄膜表面粗糙度有所上升; 当退火温度升高至500 ℃时, 薄膜结构由非晶转变为结晶, 其主要晶面为氧化锡的(110)、(101)和(211)晶面。旋涂法制备的氧化锡薄膜在可见光区域的平均透光率在90%以上, 随着退火温度上升, 薄膜在400~800 nm波段的透光率先减小后增大, 薄膜的带隙宽度分别为3.840 eV(沉积态薄膜)、3.792 eV(100 ℃)、3.690 eV(300 ℃)和3.768 eV(500 ℃); 薄膜的电导率也随着退火温度升高而增加, 在500 ℃时电导率高达916 S/m; 薄膜的功函数先增大后减小, 分别为(4.61±0.005) eV(沉积态薄膜)、(4.64±0.005) eV(100 ℃)、(4.82±0.025) eV(300 ℃)、(4.78±0.065) eV(500 ℃)。

采用五水合氯化锡配制前驱体溶液,通过旋涂法在玻璃基底上制备了一种可见光平均透射率在90%以上的氧化锡透明薄膜。研究发现,对玻璃基底进行等离子预处理有助于改善氧化锡薄膜的表面质量。当等离子处理功率为25 W时,薄膜表面质量最佳。在低于500 ℃下,升高退火温度不仅可减少薄膜中的有机成分残留,而且可在不改变薄膜物相的情况下增大薄膜的光学带隙。退火温度为500 ℃时,薄膜开始发生由非晶到多晶的转变。