一种钙钛矿电池的制备方法技术

本发明专利技术提供一种钙钛矿电池的制备方法，包括：配制前驱体溶液，前驱体溶液的溶质为准二维钙钛矿(RNH3)2A

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿电池的制备方法


[0001]本专利技术涉及钙钛矿电池
，具体涉及一种钙钛矿电池的制备方法。

技术介绍

[0002]随着全球生态环境和能源短缺问题的日益严峻，太阳能光伏发电受到广泛关注。钙钛矿电池作为第三代新型太阳能电池，凭借其低成本、制备工艺简单、效率高等优势成为太阳能电池领域中一颗冉冉升起的新星。钙钛矿电池包括依次层叠的第一电极、第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和第二电极，目前钙钛矿层的材料多为三维钙钛矿。目前，形成三维钙钛矿层的步骤包括：配制前驱液，前驱液的溶质为三维钙钛矿；利用前驱液在第一电荷传输层的表面形成液膜；对液膜进行退火，使溶剂挥发，三维钙钛矿发生结晶，从而得到三维钙钛矿层。
[0003]然而，上述退火过程中结晶过快，易导致晶粒的尺寸较小、晶界较多，无法得到高质量的三维钙钛矿层，进而限制了钙钛矿电池的性能。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于如何提高三维钙钛矿层的质量，从而提供一种钙钛矿电池的制备方法。
[0005]本专利技术提供一种钙钛矿电池的制备方法，包括：配制前驱体溶液，所述前驱体溶液的溶质为准二维钙钛矿(RNH3)2A
n
‑1M
n
X
3n+1
，n为大于等于2的整数；在基底的一侧表面依次形成第一电极层和第一电荷传输层；利用所述前驱体溶液在所述第一电荷传输层背离所述基底的一侧表面形成液膜；所述液膜在亲质子的有机氛围中退火，形成三维钙钛矿层。
[0006]可选的，通过加热亲质子的有机溶剂使有机分子挥发，以提供所述亲质子氛围。
[0007]可选的，所述液膜与所述有机溶剂一同加热，以使所述液膜在亲质子的有机氛围中退火。
[0008]可选的，所述液膜与所述有机溶剂一同加热的步骤包括：提供载具，所述载具内容纳有所述有机溶剂；将具有所述液膜的基底与所述载具一同置于加热面板上，且所述载具位于所述基底的侧部，使所述加热面板对所述基底与所述载具一同进行加热。
[0009]可选的，所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酰丙酮、乙酸丁酯、乙酰丙胺、甲基吡啶，乙酰氯、乙酸酐中的至少一种。
[0010]可选的，将具有所述液膜的基底与所述载具一同置于加热面板上之后还包括：提供遮蔽盖体，将所述遮蔽盖体扣在所述加热面板上，所述遮蔽盖体与所述加热面板之间形成容置空间，所述基底与所述载具均位于所述容置空间内；所述加热面板对所述基底与所述载具一同进行加热时，所述容置空间内形成亲质子的有机氛围。
[0011]可选的，所述遮蔽盖体包括顶板和侧板，所述侧板围设在所述顶板的边缘，所述侧板的一端与所述顶板连接，所述侧板的另一端适于与所述加热面板接触；所述顶板和/或所述侧板具有通孔，所述通孔构成流通口；和/或，所述侧板的部分区域具有缺口，所述缺口构
成流通口。
[0012]可选的，所述流通口位于所述基底背离所述载具的一侧。
[0013]可选的，所述退火的温度为100℃
‑
150℃，退火的时间为20min
‑
60min。
[0014]可选的，所述前驱体溶液中，溶质的浓度为1.0mol/L
‑
1.8mol/L。
[0015]可选的，R包括直链烷基、哌啶、吡啶、苯环、噻吩类芳香基团中的至少一种。
[0016]可选的，R包括苯甲胺、苯乙胺、苯丙胺、1,4
‑
苯二胺、间苯二胺、临苯二胺、1,3,5
‑
三氨基苯、2
‑
氨基蒽、2
‑
萘胺、3
‑
菲基胺、(6
‑
氨基
‑2‑
萘基)胺、3
‑
菲基胺、2,7
‑
萘二胺、2
‑
氨基屈、2,6
‑
二氨基蒽、正丁胺、正戊胺、正己胺、正辛胺、对三氟甲基苯胺、3
‑
甲基二苯胺、噻吩甲胺中的至少一种。
[0017]可选的，所述基底包括玻璃、柔性衬底、异质结电池、晶硅电池或薄膜太阳能电池。
[0018]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0019]1.本专利技术提供的钙钛矿电池的制备方法，液膜中含有准二维钙钛矿(RNH3)2A
n
‑1M
n
X
3n+1
，在退火过程中，亲质子的有机分子与准二维钙钛矿中体积较大的胺离子中的氢元素结合，使胺离子转化为中性有机胺并从准二维钙钛矿中脱离出来，从而使准二维钙钛矿逐渐转化为三维钙钛矿。上述转化过程使三维钙钛矿的结晶过程可控，减缓了三维钙钛矿的结晶速度，从而获得了具有较大尺寸的三维钙钛矿晶粒，减少了三维钙钛矿层中的晶界数量，提高了三维钙钛矿层的质量，进而提高了钙钛矿电池的光电转换效率。
[0020]2.本专利技术提供的钙钛矿电池的制备方法，所述遮蔽盖体设置有流通口，转化过程生成的中性有机胺能够从流通口流出，使遮蔽盖体内中性有机胺的浓度不至于过大，避免了由于中性有机胺的浓度过大引起对转化过程的抑制，保证了转化反应的顺利进行，从而保证了三维钙钛矿层的质量。
[0021]3.本专利技术提供的钙钛矿电池的制备方法，所述流通口位于基底背离载具的一侧，来自载具的有机分子朝向流通口扩散，基底位于有机分子的扩散路径上，有利于基底表面的液膜与有机分子接触，从而有利于液膜中的准二维钙钛矿与有机分子发生反应，有效提高了三维钙钛矿层的均匀性，有效提高了三维钙钛矿层的质量，进而有效提高了钙钛矿电池的光电转换效率。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术的试验例准二维钙钛矿层和三维钙钛矿层的XRD图谱。
具体实施方式
[0024]本实施例提供一种钙钛矿电池的制备方法，包括：配制前驱体溶液，所述前驱体溶液的溶质为准二维钙钛矿(RNH3)2A
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3n+1
，n为大于等于2的整数；在基底的一侧表面依次形成第一电极层和第一电荷传输层；利用所述前驱体溶液在所述第一电荷传输层背离所述基底的一侧表面形成液膜；所述液膜在亲质子的有机氛围中退火，形成三维钙钛矿层。
[0025]上述钙钛矿电池的制备方法，在退火过程中，亲质子的有机分子与准二维钙钛矿中体积较大的胺离子中的氢元素结合，使胺离子转化为中性有机胺并从准二维钙钛矿中脱离出来，从而使准二维钙钛矿逐渐转化为三维钙钛矿。上述转化过程使三维钙钛矿的结晶过程可控，减缓了三维钙钛矿的结晶速度，从而获得了具有较大尺寸的三维钙钛矿晶粒，减少了三维钙钛矿层中的晶界本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，包括：配制前驱体溶液，所述前驱体溶液的溶质为准二维钙钛矿(RNH3)2A
n
‑1M
n
X
3n+1
，n为大于等于2的整数；在基底的一侧表面依次形成第一电极层和第一电荷传输层；利用所述前驱体溶液在所述第一电荷传输层背离所述基底的一侧表面形成液膜；所述液膜在亲质子的有机氛围中退火，形成三维钙钛矿层。2.根据权利要求1所述的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，通过加热亲质子的有机溶剂使有机分子挥发，以提供所述亲质子氛围；优选的，所述液膜与所述有机溶剂一同加热，以使所述液膜在亲质子的有机氛围中退火；优选的，所述液膜与所述有机溶剂一同加热的步骤包括：提供载具，所述载具内容纳有所述有机溶剂；将具有所述液膜的基底与所述载具一同置于加热面板上，且所述载具位于所述基底的侧部，使所述加热面板对所述基底与所述载具一同进行加热。3.根据权利要求2所述的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酰丙酮、乙酸丁酯、乙酰丙胺、甲基吡啶，乙酰氯、乙酸酐中的至少一种。4.根据权利要求2所述的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，将具有所述液膜的基底与所述载具一同置于加热面板上之后还包括：提供遮蔽盖体，将所述遮蔽盖体扣在所述加热面板上，所述遮蔽盖体与所述加热面板之间形成容置空间，所述基底与所述载具均位于所述容置空间内；所述加热面板对所述基底与所述载具一同进行加热时，所述容置空间内形成亲质子的有机氛围。5.根据权利要求4所述的钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，所述遮蔽盖体包括顶板和侧板，所述侧板围设在所述顶板的边缘，所述侧板的一端与所述顶板连...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕恩兵，余帅康，郭铁，
申请(专利权)人：宣城先进光伏技术有限公司，
类型：发明
国别省市：