基于梯度退火与反溶剂协同效应制备无机钙钛矿电池的方法及制备的无机钙钛矿电池技术

本发明专利技术公开了一种基于梯度退火与反溶剂协同效应制备无机钙钛矿电池的方法及制备的无机钙钛矿电池，是一种能够在低温下完成、制备简易、成本较低以及效率较高的钙钛矿太阳能电池，其中，钙钛矿层选择利用梯度退火以及反溶剂处理的溶液旋涂方式形成，能够得到更平整、更均匀、效率更高、更加稳定的薄膜。相较于常用的一步退火以及有毒反溶剂的方法，梯度退火的方法能形成更加致密的薄膜以及更纯的相态；绿色反溶剂的使用摒弃了传统的有毒反溶剂，有效减少了环境污染。并且，在微观结构上，反溶剂处理的薄膜晶粒达到微米级别，晶界极少，整个薄膜的缺陷态也因此得到了抑制，这也为钙钛矿薄膜的热稳定性和湿度稳定性提供了保障。

Preparation of inorganic perovskite batteries based on synergistic effect of gradient annealing and antisolvent and preparation of inorganic perovskite batteries

The invention discloses a method for preparing inorganic perovskite battery based on the synergistic effect of gradient annealing and anti-solvent and an inorganic perovskite battery prepared. The method is a perovskite solar cell which can be completed at low temperature, prepared simply, has low cost and high efficiency. The perovskite layer is formed by gradient annealing and solution spin coating with anti-solvent treatment. The film can be smoother, more uniform, more efficient and more stable. Compared with one-step annealing and toxic anti-solvent, gradient annealing can form more dense films and more pure phase state. The use of green anti-solvent abandons the traditional toxic anti-solvent and effectively reduces environmental pollution. Moreover, in the microstructure, the grain size of the films treated by anti-solvent reaches micron level, and the grain boundary is very few, so the defect state of the whole film is inhibited, which also provides a guarantee for the thermal stability and humidity stability of perovskite films.

【技术实现步骤摘要】
基于梯度退火与反溶剂协同效应制备无机钙钛矿电池的方法及制备的无机钙钛矿电池
本专利技术涉及一种太阳能电池，具体涉及一种全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法，尤其涉及基于梯度退火与反溶剂协同效应制备无机钙钛矿电池的方法及制备的无机钙钛矿电池。
技术介绍
无机钙钛矿太阳能电池采用叠层结构，将无机钙钛矿活性层置于电子传输层和空穴传输层之间，避免了钙钛矿与阳极和阴极的直接接触而降低太阳能的转换效率，一般采用有机小分子或聚合物作为空穴传输层的材料，采用金属氧化物作为电子传输层的材料。钙钛矿活性层的成膜质量对于太阳能电池的光电转换效率起着至关重要的作用，目前制备无机钙钛矿的主要方法为溶液成膜法，溶液成膜法一般需要反溶剂加速晶体析出，从而加快晶体的生长；而现有使用的反溶剂通常为氯苯、氯仿等有毒溶剂，并不是绿色溶剂，会对环境产生很大的影响；另外，无机钙钛矿薄膜中的小晶粒以及多孔的形貌会降低电池的整体性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法，利用梯度退火以及绿色反溶剂的方法有效提高太阳能电池的光电转化效率，整个电池制备过程不需要高温煅烧，重复性高，操作方便。本专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于梯度退火与反溶剂协同效应制备无机钙钛矿电池的方法，其特征在于，采用梯度退火和反溶剂处理的方法制备钙钛矿层。

【技术特征摘要】
1.一种基于梯度退火与反溶剂协同效应制备无机钙钛矿电池的方法，其特征在于，采用梯度退火和反溶剂处理的方法制备钙钛矿层。2.根据权利要求1所述基于梯度退火与反溶剂协同效应制备无机钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述钙钛矿层的厚度为100～1000nm；制备钙钛矿层的钙钛矿前驱体溶液中，溶剂为酰胺类溶剂和/或砜类溶剂；制备钙钛矿层的钙钛矿前驱体溶液的浓度为0.4～2M；所述梯度退火的工艺为40～70℃/0.5～5min+70～130℃/0.5～5min+130～160℃/5～20min+160～280℃/0～20min；所述反溶剂为醇类溶剂、苯类溶剂或者醚类溶剂。3.根据权利要求1所述基于梯度退火与反溶剂协同效应制备无机钙钛矿电池的方法，其特征在于，所述钙钛矿为全无机CsPbxSn1-xIyBr3-y，其中0≤y≤3，0≤x≤1；或者CsaKbRb1-a-bPbcSndCaeMg1-c-d-eIyBr3-y，其中0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0≤d≤1，0≤e≤1，a+b=1，c+d+e=1，0≤y≤3；或者CuInGaSn、CsAgBiI(Br)、CsxFAyMA1-x-yPbIzBr3-z，其中0≤x≤1，0≤y≤1，x+y≤1，0≤z≤3。4.根据权利要求1所述基于梯度退火与反溶剂协同效应制备无机钙钛矿电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在透明基底上制备阴极；（2）在阴极上制备电子传输层；（3）采用梯度退火和反溶剂处理的方法在电子传输层上制备钙钛矿层；（4）在钙钛矿层上制备空穴传输层；（5）在空穴传输层上制备电极，得到钙钛矿太阳能电池；或者（1）在透明基底上制备阳极；（2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：李耀文，陈炜杰，李永舫，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32