【技术实现步骤摘要】
金属卤化物钙钛矿材料,其制备方法以及太阳能电池器件及其制备方法
本专利技术涉及金属卤化物钙钛矿及太阳能电池器件领域,具体涉及一种引入冠醚类材料的高性能金属卤化物钙钛矿材料及其制备方法,以及钙钛矿太阳能电池器件及其制备方法。
技术介绍
自从2009年金属卤化物钙钛矿太阳能电池首次被报道以来,金属卤化物钙钛矿这类新型半导体材料,引起了科研界和产业界的巨大关注。这类新型钙钛矿材料具有带隙可调、高的缺陷容忍度、长的载流子扩散长度和迁移率、较强的光吸收,以及基于溶液的可加工性等优点,使得金属卤化物钙钛矿及基于该钙钛矿的光伏、光电等半导体器件得到了深入而广泛的研究。然而,兼顾高效、稳定、低成本的高性能器件却一直是金属卤化物钙钛矿半导体器件在商业化应用进程中的一个巨大挑战。近些年来,光伏太阳能电池得到了前所未有的发展,非聚光的单晶硅太阳能电池的能量转换效率已经达到26.1%,多晶硅电池的效率为22.3%,已经商业化的晶硅电池的效率也都突破了23%。虽然目前小面积实验室级钙钛矿太阳能电池的最高效率已经超过23%,但其稳定性问题依然是一个严重短板,同时效率还需要继续提升。所以,实现 ...
【技术保护点】
1.一种金属卤化物钙钛矿材料的制备方法,其特征在于,包括:a.在金属卤化物钙钛矿前驱体溶液中引入冠醚类材料;b.采用溶液法处理经步骤a得到的溶液,得到所述金属卤化物钙钛矿材料;其中,所述冠醚类材料选自冠醚、杂原子冠醚和冠醚衍生物中的至少一种。
【技术特征摘要】
1.一种金属卤化物钙钛矿材料的制备方法,其特征在于,包括:a.在金属卤化物钙钛矿前驱体溶液中引入冠醚类材料;b.采用溶液法处理经步骤a得到的溶液,得到所述金属卤化物钙钛矿材料;其中,所述冠醚类材料选自冠醚、杂原子冠醚和冠醚衍生物中的至少一种。2.如权利要求1所述的金属卤化物钙钛矿材料的制备方法,其特征在于,所述冠醚选自以下化合物中的一种或多种:12-冠醚-4、15-冠醚-5、苯并-15-冠醚-5、18-冠醚-6、苯并-18-冠醚-6、二苯并-18-冠醚-6、二苯并-21-冠醚-7、二苯并-24-冠醚-8、二苯并-30-冠醚-10;和/或,所述杂原子冠醚为冠醚的环上含有氮、硫、磷、硒杂原子而形成的冠醚;和/或,所述冠醚衍生物为球醚或穴醚。3.如权利要求1所述的金属卤化物钙钛矿材料的制备方法,其特征在于,所述钙钛矿前驱体溶液中冠醚类材料的浓度为0.1~1000毫摩尔/升。4.如权利要求1所述的金属卤化物钙钛矿材料的制备方法,其特征在于,所述金属卤化物钙钛矿的通式为具有三维晶体结构的ABX3,或具有二维层状结构的A'mAn-1BnX3n+1(其中m=1或2,n为≥1的整数);其中,A为甲胺、甲脒含有脂肪族或芳香烷基的胺离子、碱金属离子或者它们的混合物;B为铅、锡、锗、铜或者它们的混合物;X为卤素离子、硫氰酸根或者它们的混合物;A′为丁胺、苯乙胺、戊酸胺、乙二胺、丙二胺或者Bi2O2岩盐。5.如权利要求4所述的金属卤化物钙钛矿材料的制备方法,其特征在于,所述金属卤化物钙钛矿选自下述材料中的一种或多种:MAPbI3、MAPbBr3、MAPbCl3、FAPbI3、FAPbBr3、FAPbCl3、CsPbI3、CsPbBr3、CsPbCl3、MAxFA1-xPb(IyBr1-y)3(0<x,y<1)、MAxCs1-xPb(IyBr1-y)3(0<x,y<1)、FAxCs1-xPb(IyBr1-y)3(0<x,y<1)、CszFAxMAyPb(InBr1-n)3(0<x,y,z,n<1,且x+y+z=1)、BA2MAn-1PbnI3n+1(n≥1)、PEA2MAn-1PbnI3n+1(n≥1)、AVA2MAn-1PbnI3n+1(n≥1)、EDAMAn-1PbnI3n+1(n≥1)、PDAMAn-1PbnI3n+1(n≥1)。6.如权利要求1所述的金属卤化物钙钛矿材料的制备方法,其特征在于,所述溶液法包括:通过旋涂、刮涂、槽模涂布、喷涂、打印、丝网印刷制备钙钛矿薄膜的方法;溶液生长制备钙钛矿单晶的方法;以及通过溶液挥发、烧结、反应制备钙钛矿粉末的方法。7.根据权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的金属卤化物钙钛矿材料...
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