The invention discloses a preparation method for in situ growth of single crystal perovskite organic metal halide film material, which relates to the field of thin film solar cell technology. By using single crystal growth mold and setting the temperature gradient, the present invention can control the perovskite single crystal film with controllable thickness in situ on the multilevel hole semiconductor electron transport layer, so as to control the morphology of perovskite crystal and improve the quality of the optical absorption layer of perovskite solar cell. Compared with the prior art, the invention has the advantages of simple process method, convenient operation, controllable morphology and thickness, high repeatability; at the same time, there is no single crystal Perovskite Thin film grain with low defect density, is conducive to the free carrier movement and transmission, reduce the recombination of photogenerated electrons and holes, can effective photoelectric conversion efficiency improve the battery.
【技术实现步骤摘要】
原位生长单晶钙钛矿有机金属卤化物薄膜材料的制备方法
本专利技术涉及薄膜太阳能电池
,特别涉及一种原位生长单晶钙钛矿有机金属卤化物薄膜材料的制备方法。
技术介绍
随着传统化石能源的逐步消耗殆尽,以及日益严重的环境污染问题,太阳能作为一种可再生能源,是满足全球范围内日益增长的能源需求的重要能源类型之一。将太阳能转换为电能的一种有效的方法是制备基于光生伏特效应的太阳电池。2009年,Kojima组制备出第一块钙钛矿太阳电池,并实现了3.8%的效率。截至到目前,钙钛矿太阳能电池的效率已经达到22.1%,表现出极强的发展势头,成为当前世界研究的热点。目前,钙钛矿太阳能电池的光吸收层大多是多晶型钙钛矿,其制备方法有一步旋涂法、连续沉积法、气相沉积法、刮刀涂布法等。2011年,Park组使用了一步旋涂法制备钙钛矿量子点电池(Nanoscale,2011,3:4088–4093),这种一步合成法很难控制钙钛矿晶体的形貌,使电池工艺的可重复性很差。2013年,组提出的连续沉积法使CH3NH3PbI3薄膜的形貌得到了很好的控制,大大提高了高质薄膜制备的可重复性,并得到了最高效率为15%的钙钛矿敏化电池(Nature,2013,499:316-319)。溶液法制备电池工艺简单、容易调控,但成膜质量相对较差,薄膜缺陷多,不利于载流子的分离和有效扩散。此外钙钛矿单晶颗粒也被研究,刘生忠等通过持续加热钙钛矿前驱体溶液获得大颗粒钙钛矿单晶体(Adv.OpticalMater.,2016,4:1829–1837)。单晶晶体减薄工艺复杂,减薄过程中容易引入微裂纹,降低太阳能电池的器件 ...
【技术保护点】
单晶钙钛矿有机金属卤化物薄膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)前驱液的配制:将AX和BX2加入到相对应溶剂中,并将混合液在30℃‑150℃下搅拌0.1‑150h,从而配制浓度为0.01‑10mol/L的ABX3钙钛矿前驱液;(2)单晶钙钛矿有机金属卤化物薄膜的制备:将制备好电子传输层或空穴传输层的基片放入单晶生长模具中,将基片与模具放入容器中,向容器中加入ABX3钙钛矿前驱液至基片的1/5‑2/3高度处;将容器放置在30‑200℃加热面板上加热,同时对容器上方进行降温,使单晶生长区域具有一定的温度梯度;单晶薄膜生长0.1‑100天后,薄膜完全变色后,将基片放置到30‑200℃的加热面板上退火1‑300min。
【技术特征摘要】
1.单晶钙钛矿有机金属卤化物薄膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)前驱液的配制:将AX和BX2加入到相对应溶剂中,并将混合液在30℃-150℃下搅拌0.1-150h,从而配制浓度为0.01-10mol/L的ABX3钙钛矿前驱液;(2)单晶钙钛矿有机金属卤化物薄膜的制备:将制备好电子传输层或空穴传输层的基片放入单晶生长模具中,将基片与模具放入容器中,向容器中加入ABX3钙钛矿前驱液至基片的1/5-2/3高度处;将容器放置在30-200℃加热面板上加热,同时对容器上方进行降温,使单晶生长区域具有一定的温度梯度;单晶薄膜生长0.1-100天后,薄膜完全变色后,将基片放置到30-200℃的加热面板上退火1-300min。2.根据权利要求1所述的单晶钙钛矿有机金属卤化物薄膜的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵晋津,赵星宇,谢淑红,孔国丽,贾春媚,魏丽玉,甄云策,张颖,
申请(专利权)人:石家庄铁道大学,中国科学院深圳先进技术研究院,
类型:发明
国别省市:河北,13
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