【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体材料，具体涉及一种锡基钙钛矿前驱体组合物、锡基钙钛矿薄膜及太阳能电池。
技术介绍
1、近年来，钙钛矿太阳能电池（psc）的光电转化效率从3.8%增加到26.1%，但目前钙钛矿光伏器件活性层主要以含铅卤素钙钛矿为主，铅元素的毒性与污染性始终制约着其商业化应用。因此，锡（sn）基钙钛矿太阳能电池以其低毒、合适的带隙、高光吸收系数、低激子结合能等优异的光电属性受到广泛关注。
2、然而，锡基钙钛矿因其路易斯酸性导致快速结晶使薄膜致密性差、晶格应力大，且由于sn的5s电子较易失去，sn2+易被氧化为sn4+从而失去活性，致使钙钛矿活性层中缺陷密度较高。非辐射复合中心多，载流子输运受到阻碍，使得锡基钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性都受到较大限制。
3、因此，亟需探索一种新的锡基钙钛矿薄膜。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提供一种锡基钙钛矿前驱体组合物、锡基钙钛矿薄膜及太阳能电池，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。
3、作为本专利技术的第一方面，提供了一种锡基钙钛矿前驱体组合物，包括：酰肼基化合物、卤化亚锡、碘化锗和有机源或无机源卤化物。
4、在本专利技术的一些实施方式中，酰肼基化合物的通式为r1c（=o）nr2nr3r4；其中，r1选自甲氧基（-och3）、甲基（-ch3）或苄氧基（－och2ph）；r2、r3、r4分别独立地选自氢、甲基
5、在本专利技术的一些实施方式中，酰肼基化合物、卤化亚锡、碘化锗、有机/无机源卤化物的摩尔比为（0.01~0.03）：1.1：0.05：1。酰肼基化合物具体包括肼甲酸甲酯、肼甲酸苄酯、乙酰肼或异烟肼中的至少一种；有机/无机源卤化物包括甲脒碘或甲胺碘。
6、作为本专利技术的第二方面，提供了一种锡基钙钛矿薄膜，由锡基钙钛矿前驱体溶液和反溶剂制备而成；其中，锡基钙钛矿前驱体溶液为如上述的锡基钙钛矿前驱体组合物的有机溶液。
7、在本专利技术的一些实施方式中，锡基钙钛矿前驱体溶液中酰肼基化合物的摩尔浓度为0.009~0.027mol/l。
8、在本专利技术的一些实施方式中，反溶剂包括氯苯、甲苯、氯苯与酰肼基化合物的混合液、甲苯与酰肼基化合物的混合液中的至少一种；锡基钙钛矿前驱体溶液与反溶剂的添加体积比为1：2~1：15。
9、在本专利技术的一些实施方式中，锡基钙钛矿前驱体溶液的溶剂由n，n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜组成，n，n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的体积比是3：1~5：1。
10、在本专利技术的一些实施方式中，锡基钙钛矿薄膜是通过如下步骤获得：在惰性气体氛围下，将锡基钙钛矿前驱体溶液涂覆于基材，在涂覆过程中施加反溶剂于锡基钙钛矿前驱体溶液上；在涂覆结束后，于75~85℃的温度下退火，退火时间为15~25min，得到锡基钙钛矿薄膜。
11、在本专利技术的一些实施方式中，锡基钙钛矿薄膜的厚度为260~300nm。
12、作为本专利技术的第三方面，提供了一种太阳能电池，使用如上述的锡基钙钛矿薄膜作为吸光层。
13、基于上述技术方案，本专利技术的锡基钙钛矿前驱体组合物、锡基钙钛矿薄膜及太阳能电池至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
14、（1）本专利技术通过在锡基钙钛矿前驱体组合物中引入酰肼基化合物，利用酰肼基化合物中的-co-、-nh2、-c=o等基团与钙钛矿之间形成配位键和氢键，形成分子间的相互作用。并且利用-co-、-nh2基团的还原性，抑制sn2+的氧化。在后续制备锡基钙钛矿薄膜时，在溶液成核过程中，以酰肼基化合物作为表面活性剂或成核剂，以促进结晶定向生长，延缓结晶速度，调控晶体的表面能和形貌，有利于后续调整形成的锡基钙钛矿薄膜的结构和形貌，制备得到较高质量的锡基钙钛矿薄膜。
15、（2）本专利技术引入的酰肼基化合物有利于改善锡基钙钛矿薄膜的光电性能，通过调节晶体的形貌和结晶质量，有利于提升器件短路电流，提高制备得到的太阳能电池的光吸收、光电转化效率和稳定性。
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1.一种锡基钙钛矿前驱体组合物，其特征在于，包括：酰肼基化合物、卤化亚锡、碘化锗和有机源或无机源卤化物。
2.根据权利要求1所述的锡基钙钛矿前驱体组合物，其特征在于，所述酰肼基化合物的通式为R1C（=O）NR2NR3R4；其中，R1选自甲氧基、甲基或苄氧基；R2、R3、R4分别独立地选自氢、甲基、羟基或羧基中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的锡基钙钛矿前驱体组合物，其特征在于，所述酰肼基化合物、卤化亚锡、碘化锗、所述有机/无机源卤化物的摩尔比为(0.01~0.03)：1.1：0.05：1；
4.一种锡基钙钛矿薄膜，其特征在于，所述锡基钙钛矿薄膜由锡基钙钛矿前驱体溶液和反溶剂制备而成；其中，所述锡基钙钛矿前驱体溶液为如权利要求1~3中任一项所述的锡基钙钛矿前驱体组合物的有机溶液。
5.根据权利要求4所述的锡基钙钛矿薄膜，其特征在于，所述锡基钙钛矿前驱体溶液中酰肼基化合物的摩尔浓度为0.009~0.027mol/L。
6.根据权利要求4所述的锡基钙钛矿薄膜，其特征在于，所述反溶剂包括氯苯、甲苯、氯苯与酰肼基化合物的混
7.根据权利要求4所述的锡基钙钛矿薄膜，其特征在于，所述锡基钙钛矿前驱体溶液的溶剂由N，N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜组成，N，N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的体积比是3：1~5：1。
8.根据权利要求4所述的锡基钙钛矿薄膜，其特征在于，所述锡基钙钛矿薄膜是通过如下步骤获得：
9.根据权利要求4~8中任一项所述的锡基钙钛矿薄膜，其特征在于，所述锡基钙钛矿薄膜的厚度为260~300nm。
10.一种太阳能电池，其特征在于，使用如权利要求4~9中任一项所述的锡基钙钛矿薄膜作为吸光层。
...【技术特征摘要】
1.一种锡基钙钛矿前驱体组合物，其特征在于，包括：酰肼基化合物、卤化亚锡、碘化锗和有机源或无机源卤化物。
2.根据权利要求1所述的锡基钙钛矿前驱体组合物，其特征在于，所述酰肼基化合物的通式为r1c（=o）nr2nr3r4；其中，r1选自甲氧基、甲基或苄氧基；r2、r3、r4分别独立地选自氢、甲基、羟基或羧基中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的锡基钙钛矿前驱体组合物，其特征在于，所述酰肼基化合物、卤化亚锡、碘化锗、所述有机/无机源卤化物的摩尔比为(0.01~0.03)：1.1：0.05：1；
4.一种锡基钙钛矿薄膜，其特征在于，所述锡基钙钛矿薄膜由锡基钙钛矿前驱体溶液和反溶剂制备而成；其中，所述锡基钙钛矿前驱体溶液为如权利要求1~3中任一项所述的锡基钙钛矿前驱体组合物的有机溶液。
5.根据权利要求4所述的锡基钙钛矿薄膜，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡芹，苑成健，孙沐霖，赵珍珠，孟惠民，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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