一种铌掺杂二氧化钛纳米材料的制备方法及其应用
阅读说明：本技术 一种铌掺杂二氧化钛纳米材料的制备方法及其应用 (Preparation method and application of niobium-doped titanium dioxide nano material ) 是由 陈加藏 程昌 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本申请涉及新能源领域,尤其涉及钙钛矿电池(PSCs)中一种铌掺杂纳米二氧化钛的制备和应用。铌掺杂纳米二氧化钛材料的具体制备方法如下：首先,将一定量的五水合五氯化铌、钛酸四异丙酯和冰醋酸置于聚四氟乙烯反应釜,220℃,12h后过滤洗涤干燥得到未烧结的铌掺杂二氧化钛；接着,将其先与松油醇一起球磨,后加入乙基纤维素热搅拌,再用无水乙醇稀释得到介孔层二氧化钛前驱体溶液；最后,将其旋涂均布在致密层二氧化钛之上,并于空气中煅烧若干小时得到内部富集铌的二氧化钛材料组成的介孔层。以该材料为介孔层所制备的介观型PSCs与未掺杂铌的普通二氧化钛相比,介观型PSCs光电转化效率提升的同时,显著改善了介观型PSCs的热稳定性和紫外稳定性。(The application relates to the field of new energy, in particular to preparation and application of niobium-doped nano titanium dioxide in perovskite batteries (PSCs). The specific preparation method of the niobium-doped nano titanium dioxide material comprises the following steps: firstly, putting a certain amount of niobium pentachloride pentahydrate, tetraisopropyl titanate and glacial acetic acid into a polytetrafluoroethylene reaction kettle, filtering, washing and drying at 220 ℃ for 12h to obtain unsintered niobium doped titanium dioxide; then, ball-milling the mesoporous titanium dioxide precursor solution and terpineol, adding ethyl cellulose, thermally stirring, and diluting with absolute ethyl alcohol to obtain a mesoporous titanium dioxide precursor solution; and finally, uniformly coating the titanium dioxide on the dense layer in a spin coating manner, and calcining the titanium dioxide in the air for a plurality of hours to obtain the mesoporous layer consisting of the titanium dioxide material with the niobium enriched inside. Compared with the common titanium dioxide not doped with niobium, the mesoscopic PSCs prepared by taking the material as the mesoporous layer have the advantages that the photoelectric conversion efficiency of the mesoscopic PSCs is improved, and meanwhile, the thermal stability and the ultraviolet stability of the mesoscopic PSCs are obviously improved.)
技术领域
本发明涉及新能源领域，更具体而言，涉及一种铌掺杂二氧化钛纳米材料及合成方法，以及其作为介孔层在钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells，简称PSCs)中的应用。
背景技术
随着人类对能源的需求日益增长，传统的化石燃料的应用也更加广泛。然而，不可再生的化石燃料的大量使用也带来了不少问题，如能源危机，环境污染等。在诸多的新能源中，太阳能以其绿色、环保，储量大，且基本不受地理位置限制而受到广泛的关注。
钙钛矿太阳能电池作为一种全新太阳能利用方式，自被发现以来，一直都是研究热点。经过众多研究学者的不懈努力，目前钙钛矿的电池效率由最初的2.3％提高到了25.2％，性能可以与实验室条件下得晶体硅太阳能电池相媲美。与晶体硅太阳能电池相比，新型的PSCs的制作工艺简单，成本更低，理论光电转化效率更高。
PSCs有多种结构，其中最典型的两种结构是介观型和平板型。本发明主要研究的是介观型PSCs，该结构主要包括导电玻璃衬底、电荷传输层、介孔层、钙钛矿层、空穴传输层以及对电极。目前，大多数介观型PSCs都采用TiO2作为介孔层。与其他半导体材料相比，TiO2具有禁带宽度较高、光催化活性和光电性能好、无毒，且成本低廉的优点。但以其作为介孔层时，钙钛矿电池的热稳定性和紫外稳定性不佳，影响钙钛矿电池的使用寿命和使用性能。
发明内容
为了克服单一TiO2材料作为介孔层时，钙钛矿电池热稳定性和紫外稳定性不佳的问题，本发明提供了一种铌掺杂二氧化钛纳米材料及制备方法和其作为介孔层在介观型钙钛矿太阳能电池中的应用。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种铌掺杂二氧化钛纳米材料的合成方法，包括以下步骤：
按照一定比例将称量好的钛酸四丁酯、五水氯化铌加入到烧杯中混合搅拌均匀得到溶液A，然后向溶液A中加入冰醋酸并搅拌15-20min，得到溶液B；之后将溶液B转移到水热反应釜中于220℃水热反应12h，冷却到室温得到铌掺杂二氧化钛的胶质物质；最后对胶质物质离心、洗涤、干燥后即得所述铌掺杂二氧化钛纳米材料。
优选地，钛酸四丁酯，五水氯化铌以及冰醋酸的比例为10mL:0.0529～0.2117g:3.4224mL。
优选地，采用无水乙醇洗涤，干燥温度为80℃，干燥时间为12h。
另外，本发明还要求保护由所述方法制备得到的铌掺杂二氧化钛纳米材料，以及该铌掺杂二氧化钛纳米材料在制备介观型钙钛矿太阳能电池介孔层中的应用，所述介观型钙钛矿太阳能电池介孔层的制备方法如下：
称取所制备的铌掺杂二氧化钛纳米材料，研磨成粉末，加入松油醇和乙醇后，接着在加热搅拌下加入乙基纤维素并搅拌均匀，室温下进行球磨，得到白色胶体物质；然后，将所得白色胶体物质用乙醇稀释，得到介孔层前驱体溶液；取制备好的介孔层前驱体溶液，滴到事先制备好的致密层二氧化钛上，待其流动铺满后进行旋涂，于空气中焙烧得到铌掺杂二氧化钛纳米材料组成的介观型钙钛矿太阳能电池介孔层。
优选地，致密层二氧化钛的制备方法如下：由无水乙醇、盐酸、二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯混合制备得到致密层二氧化钛的前驱体溶液，采用热喷涂技术将致密层二氧化钛的前驱体溶液附着到FTO玻璃上，即得致密层二氧化钛。
优选地，铌掺杂二氧化钛纳米材料、松油醇和乙基纤维素的质量比为1:2:4，加热搅拌前的乙醇加入量为每克铌掺杂二氧化钛纳米材料使用3ml，搅拌下加热温度为60℃，乙醇稀释的用量为每克白色胶体物质使用8.5ml，旋涂转速为5000rmp，旋涂时间为30s，旋涂加速度为3000rmp/s。
优选地，焙烧温度为450℃-550℃，焙烧时间为10min-40min。
优选地，铌掺杂二氧化钛纳米材料组成的介观型钙钛矿太阳能电池介孔层的厚度为150-200nm。
优选地，FTO玻璃每平方厘米使用30-45μL介孔层前驱体溶液。
由前述方法制备得到含铌掺杂二氧化钛纳米材料组成的介观型钙钛矿太阳能电池介孔层后，还需要经过钙钛矿层的制备、空穴传输层的制备、对电极的制备才能得到最终的介观型钙钛矿太阳能电池产品，钙钛矿层的制备、空穴传输层的制备、对电极的制备如下：
钙钛矿层的制备：钙钛矿前驱体由甲基溴化氨，甲脒氢碘酸盐，溴化铅，碘化铅，N-N二甲基甲酰胺，二甲基亚砜混合制成；将制备得到的钙钛矿前驱体旋涂到合成得到的铌掺杂二氧化钛纳米材料为介孔层的介观型钙钛矿太阳能电池半成品中，于100℃下加热30min，得到钙钛矿层；
空穴传输层的制备：空穴传输层前驱体溶液是由2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(Spiro-OMeTAD)、无水氯苯、4-叔丁基吡啶、双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液制成，将制备得到的空穴传输层前驱体溶液旋涂到制得的钙钛矿层上；
对电极的制备：将空穴传输层制备完成后的介观型钙钛矿太阳能电池半成品放到掩膜板中，采用真空镀膜法，在真空度下蒸镀一层金属对电极以完成PSCs的制备。
本发明制备得到的介观型钙钛矿太阳能电池结构示意图见图1，从下至上依次为FTO玻璃基底(1)；致密层二氧化钛(2)；介孔层(3)；钙钛矿层(4)；空穴传输层(5)；对电极(6)。
本发明提供的技术方案，具有以下的明显有益效果：
(1)本发明中铌掺杂二氧化钛纳米材料经过煅烧处理，铌向二氧化钛内部富集，保证了铌的掺杂效果。
(2)本发明在二氧化钛材料中掺杂铌，使得掺杂铌的介孔层和钙钛矿层更好的匹配。在PSCs中，钙钛矿和锐钛矿型TiO2之间的晶格失配随着温度的升高而变得严重，因为钙钛矿的热膨胀系数比TiO2高约3倍，本申请中掺杂铌材料的内部产生的应变可以作用于表面，并会扩大去掺杂区域的晶格间距，能够有效地减轻晶格失配，并且可以减小在锐钛矿和钙钛矿之间产生的晶格应变。
(3)和未掺杂铌的二氧化钛材料为介孔层制作的PSCs相比，以铌掺杂二氧化钛纳米材料为介孔层制作的PSCs随着加热时间的延长，光电转化效率降低速率明显要慢；随着紫外光照射时间的延长，光电转化效率下降到一定程度后趋于稳定在较高的数值。以铌掺杂二氧化钛纳米材料为介孔层制作的PSCs的热稳定性和紫外稳定性性能更优，表明本发明通过铌掺杂二氧化钛纳米材料制备得到的PSCs能够耐受更严苛的使用环境，使用场合更广泛，具有更好的适用性；同时，从光电转化效率来看，以铌掺杂二氧化钛纳米材料为介孔层制作的PSCs最高可以达到21.07％，而未掺杂铌的二氧化钛材料为介孔层制作的PSCs的光电转化效率仅为20.3％，光电转化效率得到一定程度的提高，能够提高对太阳能资源的利用效率。总之，本发明提供了完整的铌掺杂二氧化钛纳米材料的合成方法及其在介观型钙钛矿太阳能电池中的应用，整个过程简单，制备得到的PSCs具有良好的热稳定性和紫外稳定性，提升了PSCs的使用性能，具备广阔的市场前景，有利于对太阳能资源更好的利用，提高太阳能资源的使用比例，一定程度上能够降低对化石能源的消耗，具有经济效益好、环保效益高的双重意义。
附图说明
图1为本发明组装得到的介观型PSCs结构示意图。
图2为本发明中铌掺杂二氧化钛纳米材料煅烧前后的XPS对比图。从图中可以分析得到，未煅烧前，掺杂的Nb主要富集在表面，经过500℃高温热处理后，Nb向二氧化钛内部富集。
图3为本发明中以不同Nb/Ti摩尔掺杂比的二氧化钛为介孔层制作的PSCs与以未掺杂铌的二氧化钛材料为介孔层制作的PSCs光电转化效率比较图。从图中可以看出，以1％Nb掺杂的二氧化钛为介孔层制作的PSCs具有最高的光电转化效率。
图4为本发明中以1％Nb掺杂的二氧化钛为介孔层制作的PSCs与以未掺杂Nb的二氧化钛为介孔层制作的PSCs热稳定性比较图。与未掺杂Nb的二氧化钛为介孔层制作的PSCs相比，以Nb掺杂的二氧化钛为介孔层制作的PSCs具有更高的热稳定性。
图5为本发明中以1％Nb掺杂的二氧化钛为介孔层制作的PSCs与以未掺杂Nb的二氧化钛为介孔层制作的PSCs紫外稳定性比较图。与未掺杂Nb的二氧化钛为介孔层制作的PSCs相比，以1％Nb掺杂的二氧化钛为介孔层制作的PSCs具有更高的紫外稳定性。
图6为本发明中1％Nb掺杂的二氧化钛为介孔层制作的PSCs在500℃下煅烧不同时间的光电转化效率比较图。从图中可以看出，煅烧30min时效果最好。
图7为本发明中1％Nb掺杂的二氧化钛为介孔层制作的PSCs在不同温度下均煅烧30min的光电转化效率比较图。从图中可以看出，煅烧温度为500℃时效果最好。
其中，附图标记说明如下：
1-FTO玻璃基底，2-致密层二氧化钛，3-介孔层，4-钙钛矿层，5-空穴传输层，6-对电极。
具体实施方式
下面以具体实施例进一步阐述本发明的技术方案。下述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
实施例主要包括Nb掺杂TiO2材料的制备、Nb掺杂TiO2材料应用于介观型PSCs的制备过程及PSCs性能评价三个部分，其中PSCs性能评价包括光电转化效率测定、热稳定性、紫外稳定性测定。
(1)1％Nb掺杂的TiO2材料的制备过程如下：
在烧杯中量取10.04ml的TBT溶液，加入称取好的0.1058g NbCl5·5H2O混合搅拌10min后，再加入3.26ml冰醋酸搅拌20min，之后将所得的混合溶液转移到容积为50ml聚四氟乙烯内衬不锈钢的反应釜中，220℃下水热12h处理得到Nb掺杂TiO2的胶体物质，反应完毕后冷却至室温。通过离心收集产物，并用无水乙醇多次离心清理，将所得的产物在真空干燥箱中于80℃干燥12h，得到固体白色物质，即为1％Nb掺杂的TiO2。
(2)1％Nb掺杂的TiO2材料为介孔层的介观型PSCs制备过程如下：
(a)致密层二氧化钛的制备：由无水乙醇、2mol/L盐酸、二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯直接混合制备得到致密层二氧化钛的前驱体溶液(其中无水乙醇：盐酸：二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯＝9mL：0.7mL：1.3mL)，使用热喷涂的方法将致密层二氧化钛前驱体喷到FTO基底之上，得到致密层二氧化钛，喷涂温度为450℃，喷涂时间30min；
(b)介孔层二氧化钛的制备：称取准备好的Nb掺杂的TiO2 1g，研钵中研磨成粉末，转移到烧杯中并加入2g的松油醇和3mL乙醇，在60℃的温度下加热搅拌加入4g乙基纤维素，并在室温下用球磨机球磨3h，得到白色胶体物质；然后称量1g白色胶体物质，加入8.5ml的乙醇稀释，得到介孔层二氧化钛前驱体溶液。最后，设置好旋涂机参数旋涂时转速为5000rmp，时间为30s，加速度为3500rmp/s，取63μL介孔层二氧化钛前驱体溶液，滴到致密层二氧化钛之上，待其流动铺满FTO(1.45cm*1.45cm)基底后，开启旋涂机。旋涂完毕后，将上述负载了致密层及介孔层前驱体的FTO于空气气氛下，马弗炉中500℃煅烧30min，得到掺杂有1％Nb的介观型PSCs TiO2介孔层。煅烧后的掺杂1％Nb TiO2材料，Nb富集于内部，少量存在于表面。
(c)钙钛矿层的制备：首先由甲基溴化氨，甲脒氢碘酸盐，溴化铅，碘化铅，N-N二甲基甲酰胺，二甲基亚砜混合制备得到钙钛矿前驱体溶液(其中甲基溴化氨为22.65mg，甲脒氢碘酸盐为187.96mg，溴化铅为74.3mg，碘化铅为528.99mg，混合溶于20mL二甲基亚砜混合与80mLN-N二甲基甲酰胺的混合溶液中)，接着采用氯苯作反溶剂，将制备得到的钙钛矿前驱体旋涂到步骤(b)制得的介孔层二氧化钛上。旋涂步骤为两步，第一步转速为2000rmp，时间为10s，加速度为2000rmp/s；第二步转速为6000rmp，时间30s，加速度为2000rmp/s，旋涂完毕在100℃加热30min，上述过程在手套箱中进行；
(d)无机空穴传输层的制备：首先制备由Spiro-OMeTAD、无水氯苯、4-叔丁基吡啶、双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液(其中Spiro-OMeTAD为72.3mg，无水氯苯为1mL，4-叔丁基吡啶28.8μL，双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液为17.5μL、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液为29μL)制备得到空穴传输层前驱体溶液，接着将制备得到的空穴传输层紫黑色前驱体溶液旋涂到步骤(c)制得的钙钛矿层上，旋涂转速3000r/min，旋涂时间为30s，旋涂加速度为2000rmp/s；
(e)对电极的制备：将步骤(d)中空穴传输层制备完成后的介观型钙钛矿太阳能电池半成品放到掩膜板中，采用真空镀膜法，在真空度6.0×10-4Pa下蒸镀一层金属对电极以完成PSCs的制备。
(3)PSCs性能评价过程如下：
首先，利用使用太阳光模拟器(100mW/cm2,AM1.5 G)辐照PSCs，同时采用电化学工作站测得的J-V特征曲线，测得其光电转化效率，见图3所示。以1％Nb掺杂的二氧化钛作为介孔层的PSCs其对应的光伏参数为：Voc＝1.172V，Jsc＝23.91mA/cm2，FF＝0.752，PCE＝21.07％。
其次，是Nb掺杂TiO2材料为介孔层制作的PSCs与以未掺杂Nb的TiO2材料为介孔层制作的PSCs的热稳定性和紫外稳定性的比较，结果分别见图4、图5。其中，热稳定性的实验为将两种材料制成的PSCs放置到手套箱中，以80℃的温度进行加热，隔两个小时进行一次效率测试。从图4中可以看出，1％Nb的掺杂可以提高PSCs的热稳定性。紫外稳定性实验为将两种材料制成的PSCs放置到波长为375nm的紫外灯(相当于60个太阳)下，在相同条件下进行250min的紫外灯照射。从图5中可以看到，1％Nb掺杂可以提高PSCs的紫外稳定性。
实施例2
实施例主要包括Nb掺杂TiO2材料的制备、Nb掺杂TiO2材料应用于介观型PSCs的制备过程及PSCs性能评价三个部分，其中PSCs性能评价包括光电转化效率测定、热稳定性、紫外稳定性测定。
(1)0.5％Nb掺杂的TiO2材料的制备过程如下：
在烧杯中量取10.04ml的TBT溶液，加入称取好的0.0529g NbCl5·5H2O混合搅拌10min后，再加入3.26ml冰醋酸搅拌20min，随后将所得的混合溶液转移到容积为50ml聚四氟乙烯内衬不锈钢的反应釜中，220℃下水热12h处理得到Nb掺杂TiO2的胶体物质，反应完毕后冷却至室温。通过离心收集产物，并用无水乙醇多次离心清理，将所得的产物在真空干燥箱中于80℃干燥12h，得到固体白色物质，即为0.5％Nb掺杂的TiO2。
(2)0.5％Nb掺杂的TiO2材料为介孔层的介观型PSCs制备过程如下：
(a)致密层二氧化钛的制备：由无水乙醇、2mol/L盐酸、二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯直接混合制备得到致密层二氧化钛的前驱体溶液(其中无水乙醇：盐酸：二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯＝9mL：0.7mL：1.3mL)，使用热喷涂的方法将致密层二氧化钛前驱体喷到FTO基底之上，得到致密层二氧化钛，喷涂温度为450℃，喷涂时间30min；
(b)介孔层二氧化钛的制备：称取准备好的0.5％Nb掺杂的TiO2 1g，研钵中研磨成粉末，转移到烧杯中并加入2g的松油醇和3mL乙醇，在60℃的温度下加热搅拌加入4g乙基纤维素，并在室温下用球磨机球磨3h，得到白色胶体物质；然后将称量1g白色胶体物质，并加入8.5ml的乙醇稀释，得到介孔层二氧化钛前驱体溶液。最后，设置好旋涂机参数旋涂时转速为5000rmp，时间为30s，加速度为3500rmp/s，取90μL制备得到的介孔层二氧化钛前驱体溶液，滴到致密层二氧化钛之上，待其流动铺满FTO(1.50cm*1.50cm)基底后，开启旋涂机。旋涂完毕后，将上述负载了致密层及介孔层前驱体的FTO于空气气氛下，马弗炉中500℃煅烧30min，得到掺杂有0.5％Nb的介观型PSCs介孔层二氧化钛。
(c)钙钛矿层的制备：首先由甲基溴化氨，甲脒氢碘酸盐，溴化铅，碘化铅，N-N二甲基甲酰胺，二甲基亚砜混合制备得到钙钛矿前驱体溶液(其中甲基溴化氨为22.65mg，甲脒氢碘酸盐为187.96mg，溴化铅为74.3mg，碘化铅为528.99mg，混合溶于20mL二甲基亚砜混合与80mL N-N二甲基甲酰胺的混合溶液中)，接着采用氯苯作反溶剂，将制备得到的钙钛矿前驱体旋涂到步骤(b)制得的介孔层二氧化钛上。旋涂步骤分为两步，第一步转速为2000rmp，时间为10s，加速度为200rmp/s；第二步转速为6000rmp，时间30s，加速度为2000rmp/s，旋涂完毕在100℃加热30min，上述过程在手套箱中进行；
(d)无机空穴传输层的制备：首先制备由Spiro-OMeTAD、无水氯苯、4-叔丁基吡啶、双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液(其中Spiro-OMeTAD为72.3mg，无水氯苯为1mL，4-叔丁基吡啶28.8μL，双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液为17.5μL、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液为29μL)制备得到空穴传输层前驱体溶液，接着将制备得到的空穴传输层紫黑色前驱体溶液旋涂到步骤(c)制得的钙钛矿层上，旋涂转速3000r/min，旋涂时间为30s，旋涂加速度为2000rmp/s；
(e)对电极的制备：将步骤(d)中空穴传输层制备完成后的介观型钙钛矿太阳能电池半成品放到掩膜板中，采用真空镀膜法，在真空度6.0×10-4Pa下蒸镀一层金属对电极以完成PSCs的制备。
(3)PSCs性能评价过程如下：
首先，利用使用太阳光模拟器(100mW/cm2,AM1.5 G)辐照PSCs，同时采用电化学工作站测得的J-V特征曲线，来测得其光电转化效率，见图3所示。其对应的光伏参数为：Voc＝1.118V，Jsc＝23.87mA/cm2，FF＝0.722，PCE＝19.26％。
其次，是Nb掺杂的TiO2材料为介孔层制作的PSCs与以未掺杂Nb的TiO2材料为介孔层制作的PSCs的热稳定性和紫外稳定性的比较。其中，热稳定性的实验为将两种材料制成的PSCs放置到手套箱中，以80℃的温度进行加热，隔两个小时进行一次效率测试。紫外稳定性实验为将两种材料制成的PSCs放置到波长为375nm的紫外灯(相当于60个太阳)下，在相同条件下进行250min的紫外灯照射。
测定结果表明，与未掺杂Nb的PSCs相比，0.5％Nb的掺杂可以提高PSCs的热稳定性和紫外稳定性。
实施例3
实施例主要包括Nb掺杂TiO2材料的制备、Nb掺杂TiO2材料应用于介观型PSCs的制备过程及PSCs性能评价三个部分，其中PSCs性能评价包括光电转化效率测定、热稳定性、紫外稳定性测定。
(1)2％Nb掺杂的TiO2材料的制备过程如下：
在烧杯中量取10.04ml的TBT溶液，加入称取好的0.2117g NbCl5·5H2O混合搅拌10min后，再加入3.26ml冰醋酸搅拌20min后，将所得的混合溶液转移到容积为50ml聚四氟乙烯内衬不锈钢的反应釜中，220℃下水热12h处理得到Nb掺杂TiO2的胶体物质，反应完毕后冷却至室温。通过离心收集产物，并用无水乙醇多次离心清理，将所得的产物在真空干燥箱中于80℃干燥12h，得到固体白色物质，即为2％Nb掺杂的TiO2。
(2)2％Nb掺杂的TiO2材料为介孔层的介观型PSCs制备过程如下：
(a)致密层二氧化钛的制备：由无水乙醇、2mol/L盐酸、二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯直接混合制备得到致密层二氧化钛的前驱体溶液(其中无水乙醇：盐酸：二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯＝9mL：0.7mL：1.3mL)，使用热喷涂的方法将致密层二氧化钛前驱体喷到FTO基底之上，得到致密层二氧化钛，喷涂温度为450℃，喷涂时间30min；
(b)介孔层二氧化钛的制备：称取准备好的2％Nb掺杂的TiO2 1g，研钵中研磨成粉末，转移到烧杯中并加入2g的松油醇和3mL乙醇，在60℃的温度下加热搅拌加入4g乙基纤维素，并在室温下用球磨机球磨3h，得到白色胶体物质；然后将称量1g白色胶体物质，并加入8.5ml的乙醇稀释，得到介孔层二氧化钛前驱体溶液。最后，设置好旋涂机参数旋涂时转速为5000rmp，时间为30s，加速度为3500rmp/s，取90μL制备得到的介孔层二氧化钛前驱体溶液，滴到致密层二氧化钛之上，待其流动铺满FTO(1.50cm*1.50cm)基底后，开启旋涂机。旋涂完毕后，将上述负载了致密层及介孔层前驱体的FTO于空气气氛下，马弗炉中500℃煅烧30min，得到掺杂有2％Nb的介观型PSCs介孔层二氧化钛。
(c)钙钛矿层的制备：首先由甲基溴化氨，甲脒氢碘酸盐，溴化铅，碘化铅，N-N二甲基甲酰胺，二甲基亚砜混合制备得到钙钛矿前驱体溶液(其中甲基溴化氨为22.65mg，甲脒氢碘酸盐为187.96mg，溴化铅为74.3mg，碘化铅为528.99mg，混合溶于20mL二甲基亚砜混合与80mLN-N二甲基甲酰胺的混合溶液中)，接着采用氯苯作反溶剂，将制备得到的钙钛矿前驱体旋涂到步骤(b)制得的介孔层二氧化钛上。旋涂步骤分为两步，第一步转速为2000rmp，时间为10s，加速度为200rmp/s；第二步转速为6000rmp，时间30s，加速度为2000rmp/s，旋涂完毕在100℃加热30min，上述过程在手套箱中进行；
(d)无机空穴传输层的制备：首先制备由Spiro-OMeTAD、无水氯苯、4-叔丁基吡啶、双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液(其中Spiro-OMeTAD为72.3mg，无水氯苯为1mL，4-叔丁基吡啶28.8μL，双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液为17.5μL、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液为29μL)制备得到空穴传输层前驱体溶液，接着将制备得到的空穴传输层紫黑色前驱体溶液旋涂到步骤(c)制得的钙钛矿层上，旋涂转速3000r/min，旋涂时间为30s，旋涂加速度为2000rmp/s；
(e)对电极的制备：将步骤(d)中空穴传输层制备完成后的介观型钙钛矿太阳能电池半成品放到掩膜板中，采用真空镀膜法，在真空度6.0×10-4Pa下蒸镀一层金属对电极以完成PSCs的制备。
(3)PSCs性能评价过程如下：
首先，利用使用太阳光模拟器(100mW/cm2,AM1.5 G)辐照PSCs，同时采用电化学工作站测得的J-V特征曲线，来测得其光电转化效率，见图3所示。其对应的光伏参数为：Voc＝1.122V，Jsc＝23.79mA/cm2，FF＝0.721，PCE＝19.25％。
其次，是Nb掺杂TiO2材料为介孔层制作的PSCs与以未掺杂Nb的TiO2材料为介孔层制作的PSCs的热稳定性和紫外稳定性的比较。其中，热稳定性的实验为将两种材料制成的PSCs放置到手套箱中，以80℃的温度进行加热，隔两个小时进行一次效率测试。紫外稳定性实验为将两种材料制成的PSCs放置到波长为375nm的紫外灯(相当于60个太阳)下，在相同条件下进行250min的紫外灯照射。
测定结果表明，与未掺杂Nb的PSCs相比，本实施例条件下制备的1％Nb掺杂的PSCs的热稳定性和紫外稳定性更好。
实施例4
实施例主要包括Nb掺杂TiO2材料的制备、Nb掺杂TiO2材料应用于介观型PSCs的制备过程及PSCs性能评价三个部分，其中PSCs性能评价包括光电转化效率测定、热稳定性、紫外稳定性测定。
(1)1％Nb掺杂的TiO2材料的制备过程如下：
在烧杯中量取10.04ml的TBT溶液，加入称取好的0.1058g NbCl5·5H2O混合搅拌10min后，再加入3.26ml冰醋酸搅拌20min，之后将所得的混合溶液转移到容积为50ml聚四氟乙烯内衬不锈钢的反应釜中，220℃下水热12h处理得到Nb掺杂TiO2的胶体物质，反应完毕后冷却至室温。通过离心收集产物，并用无水乙醇多次离心清理，将所得的产物在真空干燥箱中于80℃干燥12h，得到固体白色物质，即为1％Nb掺杂的TiO2。
(2)1％Nb掺杂的TiO2材料为介孔层的介观型PSCs制备过程如下：
(a)致密层二氧化钛的制备：由无水乙醇、2mol/L盐酸、二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯直接混合制备得到致密层二氧化钛的前驱体溶液(其中无水乙醇：盐酸：二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯＝9mL：0.7mL：1.3mL)，使用热喷涂的方法将致密层二氧化钛前驱体喷到FTO基底之上，得到致密层二氧化钛，喷涂温度为450℃，喷涂时间30min；
(b)介孔层二氧化钛的制备：称取准备好的1％Nb掺杂的TiO2 1g，研钵中研磨成粉末，转移到烧杯中并加入2g的松油醇和3mL乙醇，在60℃的温度下加热搅拌加入4g乙基纤维素，并在室温下用球磨机球磨3h，得到白色胶体物质；然后将称量1g白色胶体物质，并加入8.5ml的乙醇稀释，得到介孔层二氧化钛前驱体溶液。最后，设置好旋涂机参数旋涂时转速为5000rmp，时间为30s，加速度为3500rmp/s，取90μL制备得到的介孔层二氧化钛前驱体溶液，滴到致密层二氧化钛之上，待其流动铺满FTO(1.50cm*1.50cm)基底后，开启旋涂机。旋涂完毕后，将上述负载了致密层及介孔层前驱体的FTO于空气气氛下，马弗炉中500℃煅烧10min，得到掺杂有1％Nb的介观型PSCs介孔层二氧化钛。
(c)钙钛矿层的制备：首先由甲基溴化氨，甲脒氢碘酸盐，溴化铅，碘化铅，N-N二甲基甲酰胺，二甲基亚砜混合制备得到钙钛矿前驱体溶液(其中甲基溴化氨为22.65mg，甲脒氢碘酸盐为187.96mg，溴化铅为74.3mg，碘化铅为528.99mg，混合溶于20mL二甲基亚砜混合与80mLN-N二甲基甲酰胺的混合溶液中)，接着采用氯苯作反溶剂，将制备得到的钙钛矿前驱体旋涂到步骤(b)制得的介孔层二氧化钛上。旋涂步骤分为两步，第一步转速为2000rmp，时间为10s，加速度为200rmp/s；第二步转速为6000rmp，时间30s，加速度为2000rmp/s，旋涂完毕在100℃加热30min，上述过程在手套箱中进行；
(d)无机空穴传输层的制备：首先制备由Spiro-OMeTAD、无水氯苯、4-叔丁基吡啶、双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液(其中Spiro-OMeTAD为72.3mg，无水氯苯为1mL，4-叔丁基吡啶28.8μL，双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液为17.5μL、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液为29μL)制备得到空穴传输层前驱体溶液，接着将制备得到的空穴传输层紫黑色前驱体溶液旋涂到步骤(c)制得的钙钛矿层上，旋涂转速3000r/min，旋涂时间为30s，旋涂加速度为2000rmp/s；
(e)对电极的制备：将步骤(d)中空穴传输层制备完成后的介观型钙钛矿太阳能电池半成品放到掩膜板中，采用真空镀膜法，在真空度6.0×10-4Pa下蒸镀一层金属对电极以完成PSCs的制备。
(3)PSCs性能评价过程如下：
利用使用太阳光模拟器(100mW/cm2,AM1.5 G)辐照PSCs，同时采用电化学工作站测得的J-V特征曲线，来测得其光电转化效率，见图6所示。其对应的光伏参数为：Voc＝1.079V，Jsc＝22.23mA/cm2，FF＝0.676，PCE＝16.21％。
其次，是Nb掺杂TiO2材料为介孔层制作的PSCs与以未掺杂Nb的TiO2材料为介孔层制作的PSCs的热稳定性和紫外稳定性的比较。其中，热稳定性的实验为将两种材料制成的PSCs放置到手套箱中，以80℃的温度进行加热，隔两个小时进行一次效率测试。紫外稳定性实验为将两种材料制成的PSCs放置到波长为375nm的紫外灯(相当于60个太阳)下，在相同条件下进行250min的紫外灯照射。
测定结果表明，与未掺杂Nb的PSCs相比，本实施例条件下制备的1％Nb掺杂的PSCs的热稳定性和紫外稳定性更好。
实施例5
实施例主要包括Nb掺杂TiO2材料的制备、Nb掺杂TiO2材料应用于介观型PSCs的制备过程及PSCs性能评价三个部分，其中PSCs性能评价包括光电转化效率测定、热稳定性、紫外稳定性测定。
(1)1％Nb掺杂的TiO2材料的制备过程如下：
在烧杯中量取10.04ml的TBT溶液，加入称取好的0.1058g NbCl5·5H2O混合搅拌10min后，再加入3.26ml冰醋酸搅拌20min，之后将所得的混合溶液转移到容积为50ml聚四氟乙烯内衬不锈钢的反应釜中，220℃下水热12h处理得到Nb掺杂TiO2的胶体物质，反应完毕后冷却至室温。通过离心收集产物，并用无水乙醇多次离心清理，将所得的产物在真空干燥箱中于80℃干燥12h，得到固体白色物质，即为1％Nb掺杂的TiO2。
(2)1％Nb掺杂的TiO2材料为介孔层的介观型PSCs制备过程如下：
(a)致密层二氧化钛的制备：由无水乙醇、2mol/L盐酸、二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯直接混合制备得到致密层二氧化钛的前驱体溶液(其中无水乙醇：盐酸：二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯＝9mL：0.7mL：1.3mL)，使用热喷涂的方法将致密层二氧化钛前驱体喷到FTO基底之上，得到致密层二氧化钛，喷涂温度为450℃，喷涂时间30min；
(b)介孔层二氧化钛的制备：称取准备好的1％Nb掺杂的TiO2 1g，研钵中研磨成粉末，转移到烧杯中并加入2g的松油醇和3mL乙醇，在60℃的温度下加热搅拌加入4g乙基纤维素，并在室温下用球磨机球磨3h，得到白色胶体物质；然后将称量1g白色胶体物质，并加入8.5ml的乙醇稀释，得到介孔层二氧化钛前驱体溶液。最后，设置好旋涂机参数旋涂时转速为5000rmp，时间为30s，加速度为3500rmp/s，取80μL制备得到的介孔层二氧化钛前驱体溶液，滴到致密层二氧化钛之上，待其流动铺满FTO(1.50cm*1.50cm)基底后，开启旋涂机。旋涂完毕后，将上述负载了致密层及介孔层前驱体的FTO于空气气氛下，马弗炉中500℃煅烧40min，得到掺杂有1％Nb的介观型PSCs介孔层二氧化钛。
(c)钙钛矿层的制备：首先由甲基溴化氨，甲脒氢碘酸盐，溴化铅，碘化铅，N-N二甲基甲酰胺，二甲基亚砜混合制备得到钙钛矿前驱体溶液(其中甲基溴化氨为22.65mg，甲脒氢碘酸盐为187.96mg，溴化铅为74.3mg，碘化铅为528.99mg，混合溶于20mL二甲基亚砜混合与80mLN-N二甲基甲酰胺的混合溶液中)，接着采用氯苯作反溶剂，将制备得到的钙钛矿前驱体旋涂到步骤(b)制得的介孔层二氧化钛上。旋涂步骤分为两步，第一步转速为2000rmp，时间为10s，加速度为200rmp/s；第二步转速为6000rmp，时间30s，加速度为2000rmp/s，旋涂完毕在100℃加热30min，上述过程在手套箱中进行；
(d)无机空穴传输层的制备：首先制备由Spiro-OMeTAD、无水氯苯、4-叔丁基吡啶、双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液(其中Spiro-OMeTAD为72.3mg，无水氯苯为1mL，4-叔丁基吡啶28.8μL，双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液为17.5μL、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液为29μL)制备得到空穴传输层前驱体溶液，接着将制备得到的空穴传输层紫黑色的前驱体溶液旋涂到步骤(c)制得的钙钛矿层上，旋涂转速3000r/min，旋涂时间为30s，旋涂加速度为2000rmp/s；
(e)对电极的制备：将步骤(d)中空穴传输层制备完成后的介观型钙钛矿太阳能电池半成品放到掩膜板中，采用真空镀膜法，在真空度6.0×10-4Pa下蒸镀一层金属对电极以完成PSCs的制备。
(3)PSCs性能评价过程如下：
利用使用太阳光模拟器(100mW/cm2,AM1.5 G)辐照PSCs，同时采用电化学工作站测得的J-V特征曲线，来测得其光电转化效率，见图6所示。其对应的光伏参数为：Voc＝1.162V，Jsc＝23.85mA/cm2，FF＝0.751，PCE＝20.81％。
其次，是Nb掺杂TiO2材料为介孔层制作的PSCs与以未掺杂Nb的TiO2材料为介孔层制作的PSCs的热稳定性和紫外稳定性的比较。其中，热稳定性的实验为将两种材料制成的PSCs放置到手套箱中，以80℃的温度进行加热，隔两个小时进行一次效率测试。紫外稳定性实验为将两种材料制成的PSCs放置到波长为375nm的紫外灯(相当于60个太阳)下，在相同条件下进行250min的紫外灯照射。
测定结果表明，与未掺杂Nb的PSCs相比，本实施例条件下制备的1％Nb掺杂的PSCs的热稳定性和紫外稳定性更好。
实施例6
实施例主要包括Nb掺杂TiO2材料的制备、Nb掺杂TiO2材料应用于介观型PSCs的制备过程及PSCs性能评价三个部分，其中PSCs性能评价包括光电转化效率测定、热稳定性、紫外稳定性测定。
(1)1％Nb掺杂的TiO2材料的制备过程如下：
在烧杯中量取10.04ml的TBT溶液，加入称取好的0.1058g NbCl5·5H2O混合搅拌10min后，再加入3.26ml冰醋酸搅拌20min，之后将所得的混合溶液转移到容积为50ml聚四氟乙烯内衬不锈钢的反应釜中，220℃下水热12h处理得到Nb掺杂TiO2的胶体物质，反应完毕后冷却至室温。通过离心收集产物，并用无水乙醇多次离心清理，将所得的产物在真空干燥箱中于80℃干燥12h，得到固体白色物质，即为1％Nb掺杂的TiO2。
(2)1％Nb掺杂的TiO2材料为介孔层的介观型PSCs制备过程如下：
(a)致密层二氧化钛的制备：由无水乙醇、2mol/L盐酸、二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯直接混合制备得到致密层二氧化钛的前驱体溶液(其中无水乙醇：盐酸：二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯＝9mL：0.7mL：1.3mL)，使用热喷涂的方法将致密层二氧化钛前驱体喷到FTO基底之上，得到致密层二氧化钛，喷涂温度为450℃，喷涂时间30min；
(b)介孔层二氧化钛的制备：称取准备好的1％Nb掺杂的TiO2 1g，研钵中研磨成粉末，转移到烧杯中并加入2g的松油醇和3mL乙醇，在60℃的温度下加热搅拌加入4g乙基纤维素，并在室温下用球磨机球磨3h，得到白色胶体物质；然后将称量1g白色胶体物质，并加入8.5ml的乙醇稀释，得到介孔层二氧化钛前驱体溶液。最后，设置好旋涂机参数旋涂时转速为5000rmp，时间为30s，加速度为3500rmp/s，取68μL制备得到的介孔层二氧化钛前驱体溶液，滴到致密层二氧化钛之上，待其流动铺满FTO(1.50cm*1.50cm)基底后，开启旋涂机。旋涂完毕后，将上述负载了致密层及介孔层前驱体的FTO于空气气氛下，马弗炉中450℃煅烧30min，得到掺杂有1％Nb的介观型PSCs介孔层二氧化钛。
(c)钙钛矿层的制备：首先由甲基溴化氨，甲脒氢碘酸盐，溴化铅，碘化铅，N-N二甲基甲酰胺，二甲基亚砜混合制备得到钙钛矿前驱体溶液(其中甲基溴化氨为22.65mg，甲脒氢碘酸盐为187.96mg，溴化铅为74.3mg，碘化铅为528.99mg，混合溶于20mL二甲基亚砜混合与80mLN-N二甲基甲酰胺的混合溶液中)，接着采用氯苯作反溶剂，将制备得到的钙钛矿前驱体旋涂到步骤(b)制得的介孔层二氧化钛上。旋涂步骤分为两步，第一步转速为2000rmp，时间为10s，加速度为200rmp/s；第二步转速为6000rmp，时间30s，加速度为2000rmp/s，旋涂完毕在100℃加热30min，上述过程在手套箱中进行；
(d)无机空穴传输层的制备：首先制备由Spiro-OMeTAD、无水氯苯、4-叔丁基吡啶、双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液(其中Spiro-OMeTAD为72.3mg，无水氯苯为1mL，4-叔丁基吡啶28.8μL，双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液为17.5μL、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液为29μL)制备得到空穴传输层前驱体溶液，接着将制备得到的空穴传输层紫黑色的前驱体溶液旋涂到步骤(c)制得的钙钛矿层上，旋涂转速3000r/min，旋涂时间为30s，旋涂加速度为2000rmp/s；
(e)对电极的制备：将步骤(d)中空穴传输层制备完成后的介观型钙钛矿太阳能电池半成品放到掩膜板中，采用真空镀膜法，在真空度6.0×10-4Pa下蒸镀一层金属对电极以完成PSCs的制备。
(3)PSCs性能评价过程如下：
利用使用太阳光模拟器(100mW/cm2,AM1.5 G)辐照PSCs，同时采用电化学工作站测得的J-V特征曲线，来测得其光电转化效率，见图7所示。其对应的光伏参数为：Voc＝1.138V，Jsc＝23.81mA/cm2，FF＝0.722，PCE＝19.56％。
其次，是Nb掺杂TiO2材料为介孔层制作的PSCs与以未掺杂Nb的TiO2材料为介孔层制作的PSCs的热稳定性和紫外稳定性的比较。其中，热稳定性的实验为将两种材料制成的PSCs放置到手套箱中，以80℃的温度进行加热，隔两个小时进行一次效率测试。紫外稳定性实验为将两种材料制成的PSCs放置到波长为375nm的紫外灯(相当于60个太阳)下，在相同条件下进行250min的紫外灯照射。
测定结果表明，与未掺杂Nb的PSCs相比，本实施例条件下制备的1％Nb掺杂的PSCs的热稳定性和紫外稳定性更好。
实施例7
实施例主要包括Nb掺杂TiO2材料的制备、Nb掺杂TiO2材料应用于介观型PSCs的制备过程及PSCs性能评价三个部分，其中PSCs性能评价包括光电转化效率测定、热稳定性、紫外稳定性测定。
(1)1％Nb掺杂的TiO2材料的制备过程如下：
在烧杯中量取10.04ml的TBT溶液，加入称取好的0.1058g NbCl5·5H2O混合搅拌10min后，再加入3.26ml冰醋酸搅拌20min，之后将所得的混合溶液转移到容积为50ml聚四氟乙烯内衬不锈钢的反应釜中，220℃下水热12h处理得到Nb掺杂TiO2的胶体物质，反应完毕后冷却至室温。通过离心收集产物，并用无水乙醇多次离心清理，将所得的产物在真空干燥箱中于80℃干燥12h，得到固体白色物质，即为1％Nb掺杂的TiO2。
(2)1％Nb掺杂的TiO2材料为介孔层的介观型PSCs制备过程如下：
(a)致密层二氧化钛的制备：由无水乙醇、2mol/L盐酸、二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯直接混合制备得到致密层二氧化钛的前驱体溶液(其中无水乙醇：盐酸：二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯＝9mL：0.7mL：1.3mL)，使用热喷涂的方法将致密层二氧化钛前驱体喷到FTO基底之上，得到致密层二氧化钛，喷涂温度为450℃，喷涂时间30min；
(b)介孔层二氧化钛的制备：称取准备好的1％Nb掺杂的TiO2 1g，研钵中研磨成粉末，转移到烧杯中并加入2g的松油醇和3mL乙醇，在60℃的温度下加热搅拌加入4g乙基纤维素，并在室温下用球磨机球磨3h，得到白色胶体物质；然后将称量1g白色胶体物质，并加入8.5ml的乙醇稀释，得到介孔层二氧化钛前驱体溶液。最后，设置好旋涂机参数旋涂时转速为5000rmp，时间为30s，加速度为3500rmp/s，取101μL制备得到的介孔层二氧化钛前驱体溶液，滴到致密层二氧化钛之上，待其流动铺满FTO(1.50cm*1.50cm)基底后，开启旋涂机。旋涂完毕后，将上述负载了致密层及介孔层前驱体的FTO于空气气氛下，马弗炉中550℃煅烧30min，得到掺杂有1％Nb的介观型PSCs介孔层二氧化钛。
(c)钙钛矿层的制备：首先由甲基溴化氨，甲脒氢碘酸盐，溴化铅，碘化铅，N-N二甲基甲酰胺，二甲基亚砜混合制备得到钙钛矿前驱体溶液(其中甲基溴化氨为22.65mg，甲脒氢碘酸盐为187.96mg，溴化铅为74.3mg，碘化铅为528.99mg，混合溶于20mL二甲基亚砜混合与80mLN-N二甲基甲酰胺的混合溶液中)，接着采用氯苯作反溶剂，将制备得到的钙钛矿前驱体旋涂到步骤(b)制得的介孔层二氧化钛上。旋涂步骤分为两步，第一步转速为2000rmp，时间为10s，加速度为200rmp/s；第二步转速为6000rmp，时间30s，加速度为2000rmp/s，旋涂完毕在100℃加热30min，上述过程在手套箱中进行；
(d)无机空穴传输层的制备：首先制备由Spiro-OMeTAD、无水氯苯、4-叔丁基吡啶、双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液(其中Spiro-OMeTAD为72.3mg，无水氯苯为1mL，4-叔丁基吡啶28.8μL，双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液为17.5μL、钴基双三氟甲烷磺酰亚胺盐溶液为29μL)制备得到空穴传输层前驱体溶液，接着将制备得到的空穴传输层紫黑色的前驱体溶液旋涂到步骤(c)制得的钙钛矿层上，旋涂转速3000r/min，旋涂时间为30s，旋涂加速度为2000rmp/s；
(e)对电极的制备：将步骤(d)中空穴传输层制备完成后的介观型钙钛矿太阳能电池半成品放到掩膜板中，采用真空镀膜法，在真空度6.0×10-4Pa下蒸镀一层金属对电极以完成PSCs的制备。
(3)PSCs性能评价过程如下：
利用使用太阳光模拟器(100mW/cm2,AM1.5 G)辐照PSCs，同时采用电化学工作站测得的J-V特征曲线，来测得其光电转化效率，见图7所示。其对应的光伏参数为：Voc＝1.169V，Jsc＝23.85mA/cm2，FF＝0.747，PCE＝20.83％。
其次，是Nb掺杂TiO2材料为介孔层制作的PSCs与以未掺杂Nb的TiO2材料为介孔层制作的PSCs的热稳定性和紫外稳定性的比较。其中，热稳定性的实验为将两种材料制成的PSCs放置到手套箱中，以80℃的温度进行加热，隔两个小时进行一次效率测试。紫外稳定性实验为将两种材料制成的PSCs放置到波长为375nm的紫外灯(相当于60个太阳)下，在相同条件下进行250min的紫外灯照射。
测定结果表明，与未掺杂Nb的PSCs相比，本实施例条件下制备的1％Nb掺杂的PSCs的热稳定性和紫外稳定性更好。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和技术实质的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。
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