一种提高钙钛矿光伏薄膜稳定性的方法以及产品技术

本发明专利技术提供了一种提高钙钛矿光伏薄膜稳定性的方法以及产品，属于钙钛矿薄膜材料领域，其包括：S1在无氧无水的环境中，将胶带的粘性面暴露后立即整体均匀粘贴在钙钛矿薄膜吸光层表面上，S2维持无氧无水的环境，向胶带施加压力，使胶带在承受压力的状态下粘贴在钙钛矿薄膜吸光层表面，持续设定时长，直到胶带粘性面与钙钛矿薄膜吸光层发生物质交换，所述胶带的粘性面具有有机硅压敏胶物质，且粘性面的粘度为1000～5000mpa

【技术实现步骤摘要】
一种提高钙钛矿光伏薄膜稳定性的方法以及产品


[0001]本专利技术属于钙钛矿薄膜材料领域，更具体地，涉及一种提高钙钛矿光伏薄膜稳定性的方法以及产品。

技术介绍

[0002]有机
‑
无机杂化钙钛矿材料具备光吸收强，迁移率高，载流子寿命长，可调控带隙，制备简单低廉以及可采用多种方式加工等优点，被《Science》评选为2013年十大科学突破之一。由于有机
‑
无机杂化钙钛矿材料有着这些优点，其在光伏领域展现出卓越性能。在不到10年的时间里，钙钛矿太阳能电池效率已经由3.8％跃升至25.2％，达到可以与传统光伏产业竞争的地步。钙钛矿太阳能电池的出现弥补了现阶段薄膜太阳电池在光电转换效率、制备工艺和生产成本方面的不足，极大地促进了薄膜光伏技术的发展。钙钛矿材料除了在光伏领域展现出卓越性能，还在光电子
的其它空间同样也具有广泛应用。例如，近些年来将钙钛矿材料应用于制备光检测、发光器件(发光二极管、激光、发光场效应晶体管)、光电探测器、单晶器件等。
[0003]尽管钙钛矿材料在光电
中备受关注，已成为当前研究的热点。然而，所有钙钛矿材料都存在不同程度的分解现象，尤其是当暴露在高湿度，高温，强光，富氧等情况下，钙钛矿的分解过程会被加速。特别是高湿度情况下，钙钛矿衰败尤为严重。这也是当前钙钛矿材料在光伏太阳能电池通往实际应用的道路上真正的挑战。因此，提高钙钛矿薄膜的稳定性对推动钙钛矿材料在在光电子
的产业化具有重要科学意义和社会价值。
[0004]当前，克服该问题的方法主要是从添加剂、元素掺杂、界面钝化或表面涂层的方面着手，这些方法能在一定程上改善钙钛矿材料的稳定性。公开号为CN112071982A的中国专利在甲脒钙钛矿中引入疏水的羧酸官能团，抑制水分诱导的相变发生，从而提高α相甲脒钙钛矿的稳定性。公开号为CN108232014A的中国专利申请提供了一种掺杂离子稳定剂的钙钛矿薄膜及其制备方法。通过在钙钛矿薄膜内掺杂离子稳定剂R1
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R
‑
R2，从而制备获得掺杂的钙钛矿太阳能电池，提高电池的性能，并提高太阳能电池的稳定性。公开号为CN111435709A的中国专利申请结合元素调控和添加剂缺陷钝化两种手段，实现了高稳定钙钛矿太阳能电池的制备。公开号为CN108899425A的中国专利申请提供了一种基于四丁基铵离子掺杂钙钛矿光吸收层方法，能提高钙钛矿材料的热稳定性和湿稳定性，从而获得一种高稳定性钙钛矿太阳能电池。公开号为CN111435709A的中国专利通过使用硫化氢气体对钙钛矿薄膜进行表面处理，促使钙钛矿薄膜表面生成硫化铅层，抑制钙钛矿的降解，从而提高钙钛矿薄膜材料的性能并延长其稳定性。
[0005]然而，上述方法存在制备工艺复杂的问题，因此，需要开发一种简易的提高钙钛矿光伏薄膜稳定性的方法。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种提高钙钛矿光伏薄膜稳定性的
方法以及产品，通过胶带粘贴钙钛矿薄膜表面，提高其疏水性和稳定性，该方法操作简单，经济且环保，适合所有多元混合钙钛矿薄膜材料的稳定性提高，对推动钙钛矿太阳能电池的产业化具有重要科学意义和社会价值。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种提高钙钛矿光伏薄膜稳定性的方法，其包括如下步骤：
[0008]S1：在无氧无水的环境中，将胶带的粘性面暴露后立即整体均匀粘贴在钙钛矿薄膜吸光层表面上，
[0009]S2：维持无氧无水的环境，向胶带施加压力，使胶带在承受压力的状态下粘贴在钙钛矿薄膜吸光层表面，持续设定时长，直到胶带粘性面与钙钛矿薄膜吸光层发生物质交换，
[0010]所述胶带的粘性面具有有机硅压敏胶物质，且粘性面的粘度为1000～5000mpa
·
s，
[0011]S3：随后，沿着同一方向缓慢撕开钙钛矿薄膜表面的胶带。
[0012]以上专利技术构思中，采用粘性面的粘度为1000mpa
·
s～5000mpa
·
s，这样粘度是适宜的，既能保证粘贴的效果，又容易粘贴和撕拉。
[0013]进一步的，钙钛矿薄膜成分为ABX3结构的钙钛矿化合物，其中，A主要是甲胺基CH3NH
3+
或甲脒基CH(NH2)
2+
，B为铅离子，X为卤素阴离子I
‑
。
[0014]进一步的，A为一价无机阳离子K
+
、Rb
+
或Cs
+
中的至少一种，B为亚锡离子，X为卤素阴离子Cl
‑
或Br
‑
。
[0015]进一步的，X为一价阴离子硫氰酸根或醋酸根离子。
[0016]进一步的，胶带为高温胶带、3M胶带、透明胶带等中的一种或几种。
[0017]进一步的，步骤S2中，在温度为10℃～150℃条件下，向胶带施加压力。
[0018]进一步的，步骤S2中，在温度为10℃～150℃条件下，向胶带施加0N～50N压力。
[0019]进一步的，步骤S2中，在温度为10℃～150℃条件下，向胶带施加0N～50N压力，使胶带在承受压力的状态下粘贴在钙钛矿薄膜吸光层表面，持续1min～30min。
[0020]进一步的，步骤S2中，在温度为20℃～80℃条件下，向胶带施加10N～40N压力，使胶带在承受压力的状态下粘贴在钙钛矿薄膜吸光层表面，持续5min～20min。胶带粘性面的厚度不超高0.2mm。在以上优选的温度、压力和时间因素综合作用下，既能较好的去掉钙钛矿薄膜表面的离子悬挂键，又能引入新的元素。
[0021]按照本专利技术的第二方面，还提供一种按照如上方法制备获得的钙钛矿光伏薄膜。
[0022]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0023]本专利技术提供了一种基于胶带撕拉提高钙钛矿光伏薄膜稳定性的方法，通过胶带的粘接性可带走钙钛矿薄膜表面比如Pb
2+
和I
‑
离子悬挂键，同时，胶带表面特殊的元素，如Si元素，可进入钙钛矿材料表面和晶界处，提高钙钛矿薄膜材料的疏水性，抑制钙钛矿材料的降解，从而有效提高钙钛矿薄膜材料的稳定性，保证钙钛矿太阳能电池的高性能稳定性，延长其使用寿命。本专利技术提供的方法制备工艺简单、成本低廉、经济且环保、可重复性高。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施案例1和对比案例1中钙钛矿薄膜材料表面静态水接触角对比
图。
[0025]图2为本专利技术实施案例1和对比案例1钙钛矿薄膜材料以及高温胶带的XPS图谱对比图。
[0026]图3为本专利技术实施案例1和对比案例1完整器件的效率图谱对比图。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高钙钛矿光伏薄膜稳定性的方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：在无氧无水的环境中，将胶带的粘性面暴露后立即整体均匀粘贴在钙钛矿薄膜吸光层表面上，S2：维持无氧无水的环境，向胶带施加压力，使胶带在承受压力的状态下粘贴在钙钛矿薄膜吸光层表面，持续设定时长，直到胶带粘性面与钙钛矿薄膜吸光层发生物质交换，所述胶带的粘性面具有有机硅压敏胶物质，且粘性面的粘度为1000～5000mpa
·
s，S3：随后，沿着同一方向缓慢撕开钙钛矿薄膜表面的胶带。2.如权利要求1所述的一种提高钙钛矿光伏薄膜稳定性的方法，其特征在于，钙钛矿薄膜成分为ABX3结构的钙钛矿化合物，其中，A主要是甲胺基CH3NH
3+
或甲脒基CH(NH2)
2+
，B为铅离子，X为卤素阴离子I
‑
。3.如权利要求2所述的一种提高钙钛矿光伏薄膜稳定性的方法，其特征在于，A为一价无机阳离子K
+
、Rb
+
或Cs
+
中的至少一种，B为亚锡离子，X为卤素阴离子Cl
‑
或Br
‑
。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴聪聪，梁子辉，李矜，李静，金博文，朱咏琪，刘钰雪，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：