[发明专利]一种钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅涂布液及应用

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅涂布液，其特征为由正硅酸乙酯、有机硅偶联剂、 去离子水、HX、PbX₂、CH₃NH₃X和有机溶剂组成，各组分所占质量百分比如下：

正硅酸乙酯15%-30%

有机硅偶联剂1%-5%

去离子水5%-15%

HX0.01%-0.2%

PbX₂0.6%-1.9%

CH₃NH₃X0.2%-0.65%

有机溶剂余量。

2.如权利要求1所述钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅涂布液，其特征为PbX₂和CH₃NH₃X是 形成钙钛矿光吸收材料CH₃NH₃PbX₃的原料，其摩尔比控制在1:1-1.05，钙钛矿光吸收材料质 量百分浓度0.5%-3%，使其能够为纳米二氧化硅溶胶粒子完全包覆。

3.如权利要求1所述钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅涂布液，其特征为有机溶剂是能够 溶解PbX₂和CH₃NH₃PbX₃的极性溶剂二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、二甲基亚砜以及能够溶解正 硅酸乙酯与有机硅偶联剂的醇类溶剂。

4.一种钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅涂布液作为光吸收层的应用，其特征为将钙钛矿 光吸收材料与纳米二氧化硅溶胶混合，直接涂膜得到钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅凝胶光 吸收层，采取的技术方案包括纳米二氧化硅溶胶制备、钙钛矿光吸收溶液制备、钙钛矿光吸 收层涂布液制备、钙钛矿光吸收层涂布液涂膜和钙钛矿光吸收层后处理。

5.如权利要求4所述钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅涂布液作为光吸收层的应用，其特 征为纳米二氧化硅溶胶制备是在玻璃反应器中将正硅酸乙酯、有机硅偶联剂、无水乙醇、去 离子水和氢卤酸混合，使溶液pH为1-3，控制原料摩尔比为：正硅酸乙酯：有机硅偶联剂：无 水乙醇：去离子水：氢卤酸=1：0.05-0.25：10-30：2-6：0.001-0.02，在20-30℃下进行水解 反应12-24小时；用甲胺乙醇溶液调节水解液pH为5-6，常温反应0.5-2h，使正硅酸乙酯和有 机硅偶联剂水解液共聚，并使纳米二氧化硅平均粒径增大到40-50nm，然后用氢卤酸调节溶 胶的pH为2-3，中止共聚反应，得到改性纳米二氧化硅溶胶，用其形成骨架膜的孔隙率为 30%-70%。

6.如权利要求4所述钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅涂布液作为光吸收层的应用，其特 征为钙钛矿光吸收溶液制备是将PbX₂和CH₃NH₃X加入二甲基甲酰胺有机溶剂中，控制PbX₂和 CH₃NH₃X的摩尔比为1:1-1.05，在60℃下反应12-24h，得到CH₃NH₃PbX₃钙钛矿光吸收溶液。

7.如权利要求4所述钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅涂布液作为光吸收层的应用，其特 征为钙钛矿光吸收层涂布液制备是在搅拌下向纳米二氧化硅溶胶中加入钙钛矿光吸收溶 液，控制纳米二氧化硅与钙钛矿光吸收材料质量比为1:0.2-0.6，补加二甲基甲酰胺有机溶 剂调整浓度，精密过滤溶胶，得到钙钛矿纳米二氧化硅溶胶光吸收层涂布液。

8.如权利要求4所述钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅涂布液作为光吸收层的应用，其特 征为钙钛矿光吸收层涂布液涂膜是用滴管将光吸收层涂布液滴在有致密层的导电玻璃衬 底上，用线棒涂布器涂布均匀，控制钙钛矿光吸收层的湿膜厚度为3000-4000nm，使钙钛矿 光吸收层厚度为500-600nm。