甲脒基盐涂布墨水及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种甲脒基盐涂布墨水及其制备方法与应用，该甲脒基盐涂布墨水包括：甲脒基卤化物、诱导添加剂、醇溶剂和配位溶剂，配位溶剂可溶解卤化铅，进而得到卤化铅

【技术实现步骤摘要】
甲脒基盐涂布墨水及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于钙钛矿太阳能电池领域，具体涉及一种甲脒基盐涂布墨水及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]众所周知，钙钛矿太阳能电池凭借其效率指数式增长而受到广泛关注。巨大的商业潜力促使钙钛矿光伏技术产业化浪潮的来临。作为钙钛矿太阳能技术产业化的核心，钙钛矿吸光层薄膜制备尤为关键。采用一步溶液法制备钙钛矿膜层工艺相对简单，易于实现产业化。然而，在工艺放大过程中发现一步溶液法制备的钙钛矿膜层存在结晶过程难控制、工艺操作窗口短等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种甲脒基盐涂布墨水及其制备方法与应用，该甲脒基盐涂布墨水可以有效地控制钙钛矿膜的成核结晶过程，诱导钙钛矿晶体高度取向生长，同时能抑制钙钛矿杂相的形成，提高钙钛矿膜的相纯度和质量。
[0004]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种甲脒基盐涂布墨水。根据本专利技术的实施例，所述甲脒基盐涂布墨水包括甲脒基卤化物、诱导添加剂、醇溶剂和配位溶剂，所述配位溶剂可溶解卤化铅，进而得到卤化铅
‑
配位溶剂
‑
甲脒基卤化物配位络合中间态膜。
[0005]由此，采用本申请的甲脒基盐涂布墨水可以有效地控制钙钛矿膜的成核结晶过程，诱导钙钛矿晶体高度取向生长，同时能抑制钙钛矿杂相的形成，提高钙钛矿膜的相纯度和质量。
[0006]另外，根据本专利技术上述实施例的甲脒基盐涂布墨水还可以具有如下附加的技术特征：
[0007]在本专利技术的一些实施例中，所述甲脒基卤化物的化学结构式为FAX，其中，X为F
‑
、 Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
、SCN
‑
、BF4‑
、PF6‑
、HCOO
‑
或CH3COO
‑
。
[0008]在本专利技术的一些实施例中，所述诱导添加剂包括化学结构式为MX的物质，其中，M 为一级胺阳离子、二级胺阳离子、三级胺阳离子、乙基脒阳离子、苄脒阳离子、胍阳离子、 Cs
+
、Rb
+
、K
+
，X为F
‑
、Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
、SCN
‑
、BF4‑
、PF6‑
、HCOO
‑
或CH3COO
‑
。由此，可以有效控制钙钛矿膜的成核结晶过程，诱导钙钛矿晶体高度取向生长，同时能抑制钙钛矿杂相的形成，提高钙钛矿膜的相纯度。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，所述醇溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇和叔丁醇中的至少之一。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述配位溶剂包括N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、 N
‑
甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N
‑
甲基吡咯烷酮和1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮中的至少之一。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述甲脒基卤化物、所述诱导添加剂和所述配位溶剂的摩尔比为1:(0.0001～1):(0.05～1)。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，所述甲脒基盐涂布墨水的浓度为0.1～2mol/L。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述甲脒基盐涂布墨水适用于包括狭缝涂布、线棒刮涂、喷墨打印和喷涂中的至少之一。
[0014]在本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种制备上述甲脒基盐涂布墨水的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：
[0015](1)将甲脒基卤化物溶解在醇溶剂中，以便得到第一前驱液；
[0016](2)将诱导添加剂溶解在配位溶剂中，以便得到第二前驱液；
[0017](3)将所述第一前驱液和所述第二前驱液混合，以便得到甲脒基盐涂布墨水。
[0018]由此，采用本申请的方法可以制备得到上述能够有效地控制钙钛矿膜的成核结晶过程，诱导钙钛矿晶体高度取向生长，同时能抑制钙钛矿杂相的形成，提高钙钛矿膜的相纯度和质量的甲脒基盐涂布墨水。另外所得甲脒基盐涂布墨水具有很好的普适性，能够适用于狭缝涂布、线棒刮涂、喷墨打印、喷涂等相关涂布或印刷工艺。
[0019]在本专利技术的第三个方面，本专利技术提出了一种制备钙钛矿膜的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将上述的甲脒基盐涂布墨水或采用上述的方法得到的甲脒基盐涂布墨水施加在卤化铅薄膜上，所述配位溶剂溶解卤化铅，进而得到卤化铅
‑
配位溶剂
‑
甲脒基卤化物配位络合中间态膜，然后进行退火，得到钙钛矿膜。由此，该方法实现了钙钛矿膜层成核结晶过程可控，并且提高了制备钙钛矿膜工艺的稳定性与可重复性，同时简化了钙钛矿膜的制备工艺以及降低了工艺成本。
[0020]在本专利技术的第四个方面，本专利技术提出了一种钙钛矿膜。根据本专利技术的实施例，该钙钛矿膜采用上述的方法制备得到。由此，该钙钛矿膜的成核结晶过程可以有效地被控制，钙钛矿晶体高度取向生长得到诱导，钙钛矿杂相的形成得到抑制，从而使得该钙钛矿薄膜的相纯度和质量得以提高。
[0021]在本专利技术的第五个方面，本专利技术提出了一种钙钛矿太阳能电池。根据本专利技术的实施例，该钙钛矿太阳能电池包括：透明导电层、第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和电极层，其中，所述钙钛矿层为采用权上述的方法得到的钙钛矿膜或上述的钙钛矿膜。由此，该钙钛矿太阳能电池的光电性能得以提升。
[0022]在本专利技术的第六个方面，本专利技术提出了一种制备上述的钙钛矿太阳能电池的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(a)在透明导电层上沉积形成第一电荷传输层；(b)在所述第一电荷传输层上沉积卤化铅薄膜，然后将上述的甲脒基盐涂布墨水或采用上述的方法得到的甲脒基盐涂布墨水施加在卤化铅薄膜上，所述配位溶剂溶解卤化铅，进而得到卤化铅
‑
配位溶剂
‑
甲脒基卤化物配位络合中间态膜，然后进行退火，以便在所述第一电荷传输层上形成钙钛矿膜；(c)在所述钙钛矿膜上依次形成第二电荷传输层和电极层，以便得到钙钛矿太阳能电池。由此，采用该方法可以制备上述光电性能优异的钙钛矿太阳能电池。
[0023]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0024]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0025]图1是根据本专利技术的一个实施例的制备甲脒基盐涂布墨水的方法流程示意图；
[0026]图2是根据本专利技术的一个实施例的钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
[0027]图3是根据本专利技术的一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲脒基盐涂布墨水，其特征在于，包括甲脒基卤化物、诱导添加剂、醇溶剂和配位溶剂，所述配位溶剂可溶解卤化铅，进而得到卤化铅
‑
配位溶剂
‑
甲脒基卤化物配位络合中间态膜。2.根据权利要求1所述的甲脒基盐涂布墨水，其特征在于，所述甲脒基卤化物的化学结构式为FAX，其中，X为F
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、Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
、SCN
‑
、BF4‑
、PF6‑
、HCOO
‑
或CH3COO
‑
。3.根据权利要求1所述的甲脒基盐涂布墨水，其特征在于，所述诱导添加剂包括化学结构式为MX的物质，其中，M为一级胺阳离子、二级胺阳离子、三级胺阳离子、乙基脒阳离子、苄脒阳离子、胍阳离子、Cs
+
、Rb
+
、K
+
，X为F
‑
、Cl
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、Br
‑
、I
‑
、SCN
‑
、BF4‑
、PF6‑
、HCOO
‑
或CH3COO
‑
。4.根据权利要求1所述的甲脒基盐涂布墨水，其特征在于，所述醇溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇和叔丁醇中的至少之一。5.根据权利要求1所述的甲脒基盐涂布墨水，其特征在于，所述配位溶剂包括N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N
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甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N
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甲基吡咯烷酮和1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮中的至少之一。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的甲脒基盐涂布墨水，其特征在于，所述甲脒基卤化物、所述诱导添加剂和所述配位...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敬超，邵君，于振瑞，
申请(专利权)人：无锡极电光能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：