一种钙钛矿多晶薄膜的印刷制备方法技术

本发明专利技术属于材料制备工艺领域，公开了一种钙钛矿多晶薄膜的印刷制备方法。本发明专利技术首先在钙钛矿前驱体溶液中加入适量添加剂得到混合溶液，然后在低温条件下将混合溶液印刷在基底上，形成一层前驱体湿膜，再将前驱体湿膜通过抽真空，形成中间相钙钛矿薄膜，最后经热退火处理，得到结晶度高、均一性良好的钙钛矿多晶薄膜。该方法通过添加剂的加入实现了对晶体质量和薄膜形貌的有效调控，且该方法具有广泛普适性可以拓展到Cs基全无机钙钛矿、FA基钙钛矿或含有FA/Cs混合钙钛矿，以及Pb/Sn混合钙钛矿等多种不同组分钙钛矿薄膜的制备。该方法简单易行，有助于实现钙钛矿电池和钙钛矿其他器件的大面积制备和产业化生产。

A Printing Method for Perovskite Polycrystalline Films

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿多晶薄膜的印刷制备方法
本专利技术属于材料制备工艺领域，具体涉及一种钙钛矿多晶薄膜的印刷制备方法。
技术介绍
近年来，钙钛矿半导体材料因为具有高吸光系数、高载流子迁移率、低激子结合能等优异的光电特性，成为最有前景的光伏材料之一，在学术界和产业界得到了广泛关注。钙钛矿太阳能电池的光伏性能主要取决于一层厚度为500nm左右的钙钛矿多晶薄膜，而钙钛矿薄膜的质量主要决定于制备工艺。目前，在实验室中，通过溶液加工制备钙钛矿薄膜的工艺主要包括基于反溶剂结晶的一步旋涂法和无机组分/有机组分依次沉积的两步法工艺。很显然，基于反溶剂萃取的一步法旋涂工艺无法应用到大面积的钙钛矿电池制备，而两步法容易造成有机组分或无机组分过量而影响钙钛矿的晶体质量。相比之下，一步法可以通过前驱体溶液的配置进行化学组分的调节，可以有效避免某一组分过量或缺少带来的晶体薄膜缺陷。一步法印刷工艺开发已经有大量文献报道，但大部分都是在较高温度下进行前驱体涂布，通常大于100℃。其显著缺点是在此高温下涂布前驱体溶液，已经超出钙钛矿结晶所需要的温度，甚至接近溶剂的沸点，从而容易导致钙钛矿结晶和溶剂蒸发两个过程同时或交替进行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钙钛矿多晶薄膜的印刷制备方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：1)将含有钙钛矿前驱体的混合溶液，通过印刷法涂布在基底上，沉积形成前驱体湿膜；2)对步骤1)所得前驱体湿膜进行真空预结晶处理，得到中间相钙钛矿薄膜；3)对步骤2)所得中间相钙钛矿薄膜进行退火处理，即形成钙钛矿多晶薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿多晶薄膜的印刷制备方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：1)将含有钙钛矿前驱体的混合溶液，通过印刷法涂布在基底上，沉积形成前驱体湿膜；2)对步骤1)所得前驱体湿膜进行真空预结晶处理，得到中间相钙钛矿薄膜；3)对步骤2)所得中间相钙钛矿薄膜进行退火处理，即形成钙钛矿多晶薄膜。2.根据权利要求1所述的钙钛矿多晶薄膜的印刷制备方法，其特征在于：步骤1)所述钙钛矿前驱体为ABX3型钙钛矿，其中，A为甲胺阳离子、甲脒阳离子和Cs+中的至少一种；B为Pb，Sn，Ge和Cu中至少一种的阳离子；X为Cl，Br和I中至少一种的阴离子。3.根据权利要求1所述的钙钛矿多晶薄膜的印刷制备方法，其特征在于：步骤1)所述钙钛矿前驱体为MAPbI3、FAPbI3、FA0.6MA0.4Pb(I0.6Br0.4)3、CsPbBr3、MAPbBr3、FAxMA(1-x)PbI3、FA0.95Cs0.05PbI3和(FASnI3)x(MAPbI3)(1-x)中的至少一种，其中0≤x≤1。4.根据权利要求1或2或3所述的钙钛矿多晶薄膜的印刷制备方法，其特征在于：步骤1)所述混合溶液由钙钛矿前驱体溶液和添加剂混合均匀得到，其中：所述钙钛矿前驱体溶液由形成ABX3晶体结构的钙钛矿原料和溶剂混合均匀得到；所述钙钛矿原料包括AX和BX2，其中AX为MAI、MABr、FAI、FABr、CsI和CsBr中的至少一种；BX2为PbI2、PbBr2和SnI2中的至少一种；所述钙钛矿前驱体溶液的溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基酰胺和γ-丁内酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭飞，麦耀华，邱舒迪，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44