制备钙钛矿前驱体溶液的方法及钙钛矿光伏电池技术

本发明专利技术提供了制备钙钛矿前驱体溶液的方法及钙钛矿光伏电池

【技术实现步骤摘要】
制备钙钛矿前驱体溶液的方法及钙钛矿光伏电池


[0001]本专利技术涉及太阳电池
，具体地，涉及制备钙钛矿前驱体溶液的方法及钙钛矿光伏电池
。

技术介绍

[0002]钙钛矿光伏电池在短短数十年间不断刷新最高效率，目前单节电池最高已达到了
25.5
％，但是无论是正置结构还是倒置结构，钙钛矿光伏电池均面临稳定性差
、
缺陷较多等缺点，目前钙钛矿的钝化手段较多，多为小分子添加剂一类，但制备的钙钛矿长期稳定性依旧不太高
。
钙钛矿的相变是导致钙钛矿不稳定的主要原因之一，其核心在于钙钛矿中的碘化铅
(PbI2)
在光照下的降解，降解后的铅会在钙钛矿中形成新的非辐射复合中心并抑制电荷载流子的产生与传输
。
目前的办法是通过加入添加剂，填补钙钛矿中的缺陷或者和
PbI2形成配位，减少相变，但是在现有技术中，大多是直接将添加剂添加进钙钛矿前驱体中，这种方式下，会有部分添加剂仍处于游离状态，与
PbI2的配位效果并不完全，导致钝化效果并不理想
。

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制备钙钛矿前驱体溶液的方法，使用该方法制备得到的钙钛矿前驱体溶液来制备钙钛矿薄膜，所得到的钙钛矿薄膜相较于一般方法制备得到的钙钛矿薄膜，其晶界钝化效果较佳，结构稳定性更好
。
[0004]在本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种制备钙钛矿前驱体溶液的方法
。
根据本专利技术的实施例，制备钙钛矿前驱体溶液的方法包括以下步骤：提供卤化铅复合单晶；将所述卤化铅复合单晶
、
无机碱金属卤化物和有机铵盐按照一定的摩尔比混合，并溶解于溶剂中，得到所述钙钛矿前驱体溶液，或，将所述卤化铅复合单晶溶解于所述溶剂中形成第一前驱体溶液，制备有机铵盐
/
无机碱金属卤化物溶液形成第二前驱体溶液
。
由此，使用上述方法制备得到的钙钛矿前驱体溶液中，卤化铅与钝化材料的配位效果较佳，大大减少了游离状态的卤化铅，进一步地，使用上述钙钛矿前驱体溶液来制备钙钛矿薄膜，所得到的钙钛矿薄膜晶界钝化效果较佳，钙钛矿薄膜的结构稳定性更好
。
[0005]根据本专利技术的实施例，所述钙钛矿前驱体溶液中的溶质成分为
ABX3，其中，
A
元素为金属阳离子或有机阳离子，
B
元素为铅离子，
X
为卤素离子，优选的，
ABX3为
Cs
m
FA
n
PbX3或
Cs
m
MA
n
PbX3，其中
m+n
＝1，
0≤m≤1
，
0≤n≤1。
[0006]根据本专利技术的实施例，所述卤化铅复合单晶包括卤化铅和钝化材料，且所述卤化铅和所述钝化材料形成配位
。
[0007]根据本专利技术的实施例，在所述制备钙钛矿前驱体溶液的方法中，所述钝化材料包括季铵盐
、
过渡金属酸盐
、
甲基咪唑盐
、
六亚甲基胍盐酸盐中的至少之一，任选的，所述钝化材料为季铵盐，所述季铵盐的结构式为
R4N
+
X
‑
，其中
X
‑
为卤素阴离子，形成所述卤化铅复合
单晶的结构式为
R4NPbX3。
[0008]根据本专利技术的实施例，在所述制备钙钛矿前驱体溶液的方法中，制备所述卤化铅复合单晶的方法包括：按照一定的摩尔比称取卤化铅和钝化材料，并将其溶解于良溶剂中，得到第一溶液；取适量所述第一溶液置于第一容器中；在第二容器中加入适量的不良溶剂，将第一容器置于第二容器中，并使得第一溶液与不良溶剂不接触；将所述第二容器密封，并使得所述第一容器敞口置于所述第二容器中；将所述第一容器和所述第二容器放置一段时间，所述良溶剂和
/
或不良溶剂挥发并混合，使得所述第一溶液中的所述良溶剂减少且溶质从所述良溶剂中析出，得到所述卤化铅复合单晶
。
[0009]根据本专利技术的实施例，在制备所述卤化铅复合单晶的方法中，所述良溶剂包括二氯甲烷
、
三氯甲烷
、
甲醇中的至少一种
。
[0010]根据本专利技术的实施例，在制备所述卤化铅复合单晶的方法中，所述不良溶剂包括
N,N
‑
二甲基甲酰胺
、
正己烷
、
乙醚中的至少一种
。
[0011]根据本专利技术的实施例，所述第一溶液中，所述卤化铅和钝化材料的摩尔比为1：
(0.1
～
1)
，优选为1：
(0.75
～
1)。
[0012]根据本专利技术的实施例，在制备所述卤化铅复合单晶的方法中，将所述第一容器和所述第二容器在避光阴凉环境中放置
。
[0013]在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种钙钛矿光伏电池
。
根据本专利技术的实施例，该钙钛矿光伏电池包括钙钛矿薄膜
、
载流子传输层和电极层，其中，所述钙钛矿薄膜是由前面所述的方法制备得到的钙钛矿前驱体溶液制备得到的
。
由此，该钙钛矿光伏电池的结构稳定性更佳，使用寿命更长
。
[0014]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
。
具体实施方式
[0015]下面将结合实施例对本专利技术的方案进行解释
。
本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围
。
实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行
。
所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品
。
[0016]下面参考具体实施例，对本专利技术进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本专利技术
。
[0017]在本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种制备钙钛矿前驱体溶液的方法
。
根据本专利技术的实施例，制备钙钛矿前驱体溶液的方法包括以下步骤：
[0018]S100
：提供卤化铅复合单晶
。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，卤化铅复合单晶包括卤化铅和钝化材料，其中卤化铅和钝化材料形成配位
。
根据本专利技术的实施例，钝化材料包括季铵盐
、
过渡金属酸盐
、
甲基咪唑盐
、
六亚甲基胍盐酸盐中的至少之一
。
在卤化铅复合单晶中，这些钝化材料可以有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种制备钙钛矿前驱体溶液的方法，其特征在于，包括以下步骤：提供卤化铅复合单晶；将所述卤化铅复合单晶
、
无机碱金属卤化物和有机铵盐按照一定的摩尔比混合，并溶解于溶剂中，得到所述钙钛矿前驱体溶液，或，将所述卤化铅复合单晶溶解于所述溶剂中形成第一前驱体溶液，制备有机铵盐
/
无机碱金属卤化物溶液形成第二前驱体溶液
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱体溶液中的溶质成分为
ABX3，其中，
A
元素为金属阳离子或有机阳离子，
B
元素为铅离子，
X
为卤素离子，优选的，
ABX3为
Cs
m
FA
n
PbX3或
Cs
m
MA
n
PbX3，其中
m+n
＝1，
0≤m≤1
，
0≤n≤1。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卤化铅复合单晶包括卤化铅和钝化材料，且所述卤化铅和所述钝化材料形成配位
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述钝化材料包括季铵盐
、
过渡金属酸盐
、
甲基咪唑盐
、
六亚甲基胍盐酸盐中的至少之一，任选的，所述钝化材料为季铵盐，所述季铵盐的结构式为
R4N
+
X
‑
，其中
X
‑
为卤素阴离子，形成所述卤化铅复合单晶的结构式为
...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪俊杰，卫宁，张威，
申请(专利权)人：极电光能有限公司，
类型：发明
国别省市：