一种钙钛矿薄膜的快速制备方法及其应用技术

本发明专利技术公布一种钙钛矿薄膜的快速制备方法及其应用，利用热气体干燥法实现晶体快速生长，得到平整致密的高质量钙钛矿薄膜；包括：配制含铅材料(醋酸铅、氧化铅、氢氧化铅、硫酸铅、碳酸铅、硝酸铅、(次)磷酸铅、氯化铅、碘化铅、溴化铅中至少一种)与有机卤盐(甲胺碘、甲脒碘、甲胺溴、甲脒溴、甲胺氯、甲脒氯中至少一种)的混合溶液，作为钙钛矿前驱液；沉积在基底上；利用干燥的热气体快速吹干沉积在基底上的钙钛矿前驱液，形成平整致密的钙钛矿薄膜。本发明专利技术高效低成本，适应于大规模工业化生产，得到的钙钛矿薄膜可以应用在太阳能电池、发光二极管、光敏二极管、激光器、薄膜晶体管、光电探测器、微传感器件等诸多光电功能器件领域。

Fast preparation method of perovskite film and application thereof

The invention discloses a rapid method for the preparation and application of Perovskite Thin Films for crystal growth by hot air drying, high quality dense Perovskite Thin Films; preparation of lead materials (including: lead acetate, lead oxide, lead oxide, lead sulfate, hydrogen carbon acid lead, lead nitrate and lead phosphate, chloride (Times) lead, lead iodide, bromide lead in at least one) and organic halogen (methylamine salt iodine, iodine, bromine, methyl formamidine formamidine bromine, chlorine and chlorine in methylamine formamidine at least one) mixed solution as perovskite precursor solution; deposition on substrate; perovskite precursor solution by hot gas dry fast dry deposition on a substrate, forming dense Perovskite Thin films. The invention of high efficiency and low cost, suitable for large-scale industrialized production, the perovskite thin films can be used in solar cells, light emitting diodes, photodiodes, lasers, thin film transistor, photoelectric detector, micro sensor devices and other optoelectronic device field.

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿薄膜的快速制备方法及其应用
本专利技术属于光电功能材料与器件领域，具体涉及一种快速制备钙钛矿材料薄膜的方法、钙钛矿薄膜及钙钛矿材料薄膜的相关应用。
技术介绍
近年来，环境污染和能源危机日益加剧，开发并利用新型清洁能源技术迫在眉睫。而太阳能电池由于具备清洁、高效、可持续性等突出优势备受关注。在众多的太阳能电池中，有机无机杂化的钙钛矿太阳能电池，近几年发展迅猛光电转换效率从2009年的3.8％提升到现如今的21％。该类太阳能电池，在2013年被美国《科学(science)》杂志评为十大科技进展之一，这一系列的研究进展表明，有机无机钙钛矿太阳能电池能作为将来主要是清洁能源。钙钛矿材料因其原料丰富，光电性能优越，成本低廉，可溶液加工等优势，已在太阳能电池、发电二极管、光敏二极管、激光器以及晶体管等诸多领域得到了广泛研究。传统制备钙钛矿薄膜的方法包括蒸镀法和溶液法。蒸镀法因为其设备昂贵，原料利用率低下，使得其成本较高而应用较少。溶液法制备钙钛矿太阳能电池分为一步法和两步法，传统工艺上均是基于匀胶机将钙钛矿前驱体液旋涂成膜，而后在热台上进行退火处理，除去溶液中的溶剂并使其晶化得到薄膜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钙钛矿薄膜的快速制备方法，利用热气体干燥法实现晶体快速生长，制备得到平整致密的高质量钙钛矿薄膜，包括如下步骤：1)配制含铅材料与有机卤盐的混合溶液，作为钙钛矿前驱液；所述钙钛矿前驱液为热溶液或冷溶液；所述热溶液的温度为35℃～120℃；所述冷溶液的温度为20℃～30℃；2)通过沉积方法将步骤1)所述钙钛矿前驱液沉积在基底上；所述基底包括柔性基底或刚性基底；3)利用干燥的热气体快速吹干步骤2)所述沉积在柔性基底或刚性基底上的钙钛矿前驱液，形成平整致密的钙钛矿薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿薄膜的快速制备方法，利用热气体干燥法实现晶体快速生长，制备得到平整致密的高质量钙钛矿薄膜，包括如下步骤：1)配制含铅材料与有机卤盐的混合溶液，作为钙钛矿前驱液；所述钙钛矿前驱液为热溶液或冷溶液；所述热溶液的温度为35℃～120℃；所述冷溶液的温度为20℃～30℃；2)通过沉积方法将步骤1)所述钙钛矿前驱液沉积在基底上；所述基底包括柔性基底或刚性基底；3)利用干燥的热气体快速吹干步骤2)所述沉积在柔性基底或刚性基底上的钙钛矿前驱液，形成平整致密的钙钛矿薄膜。2.如权利要求1所述钙钛矿薄膜的快速制备方法，其特征是，步骤1)所述含铅材料为醋酸铅、氧化铅、氢氧化铅、硫酸铅、碳酸铅、硝酸铅、(次)磷酸铅、氯化铅、碘化铅、溴化铅中至少一种；所述有机卤盐为甲胺碘、甲脒碘、甲胺溴、甲脒溴、甲胺氯、甲脒氯中至少一种。3.如权利要求1所述钙钛矿薄膜的快速制备方法，其特征是，步骤1)所述钙钛矿前驱液的溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯、N-甲基吡咯烷酮、异丙醇、甲醇、乙醇、二-甲氧基乙醇、二-乙氧基乙醇、氯仿、甲苯、氯苯和二氯苯中的一种或多种。4.如权利要求1所述钙钛矿薄膜的快速制备方法，其特征是，在步骤1)所述钙钛矿前驱液中掺入水、盐酸、氢碘酸、磷酸、次磷酸、乙酸、氯化铯、溴化铯、碘化铯、碳酸铯中的一种或多种作为添加剂。5.如权利要求1所述钙钛矿薄膜的快速制备方法，其特征是，步骤2)所述基底在沉积之前可预先进行热处理；所述柔性基底为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚醚酰亚胺(PEI)；所述刚性基底为I...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑞，龚旗煌，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11