[发明专利]一种无铅锡钙钛矿太阳电池薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无铅锡钙钛矿太阳电池薄膜的制备方法。

背景技术

有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池具有能量转换效率高和加工成本低的优点，近年来受到广泛关注，被Science杂志列为2013年度十大科学突破之一。有机/无机杂化的钙钛矿材料作为太阳能电池光吸收层的优势在于具有优良的双极性载流子输运性能，并且随着元素的替换或引入，其能隙在一定范围内可调节，并同时保持着稳定的面心立方结构。目前钙钛矿吸收层的制备方法主要有一步溶液法、连续沉积法、气相蒸发法等，其中，一步溶液法工艺简单易行，应用十分广泛。现阶段，由于含金属Pb的钙钛矿吸收层消光系数较高、带隙宽度合适，对其研究最为深入，但由于Pb对环境危害较大，如用无害元素替代Pb，将会对环境更加友好。近年来，采用sn取代Pb制备锡钙钛矿太阳电池薄膜的研究日趋增多，这对于探索制备无铅钙钛矿太阳电池具有重要的意义。

发明内容

本发明提出一种无铅锡钙钛矿太阳电池薄膜的制备方法。

本发明所述一种无铅锡钙钛矿太阳电池薄膜的制备方法，包括以下制备步骤：

（1）将浓度为57%的HI溶液与浓度为40%的甲胺溶液按照体积比1:2.4混合后，置于冰浴环境下磁力搅拌2h使其充分反应；

（2）然后将溶液置于旋转蒸发仪中，设定旋转蒸发的温度为70℃，直至得到白色晶体；

（3）再将白色晶体置于温度为100℃的真空干燥箱中保温24h，即得到干燥的甲基碘化铵白色晶体；

（4）将FT0导电玻璃先后用蒸馏水、酒精和丙酮超声清洗10min，然后再在导电玻璃上面旋涂Ti0₂多孔支架层，转速为3500转每分钟，旋涂时间为60秒；

（5）随后将旋涂好支架层的玻璃片置于加热板上，在500℃下保持30rain，使Ti0₂结晶；

（6）称取卤化锡与甲基碘化铵溶于DMF中，混合配制成一定浓度的前驱体溶液，将配制好的前驱体溶液置于超声振荡仪中超声振荡10min以促进反应物的充分溶解和反应；

（7）将前驱体溶液旋涂于Ti0₂多孔支架层上，转速为1000-3500转每分钟，旋涂时间为60-80S，然后将旋涂好前驱体溶液的玻璃片置于加热板上，在100-150℃下保持5-8min后即得。

优选地，所述步骤（7）的转速为2800转每分钟，旋涂时间为80S，然后将旋涂好前驱体溶液的玻璃片置于加热板上，在120℃下保持8min。

本发明所述方法制备的无铅锡钙钛矿太阳电池薄膜，具有最低的禁带宽度，其结晶性能优于其他成分的钙钛矿薄膜。

具体实施方式

实施例1。

本发明所述一种无铅锡钙钛矿太阳电池薄膜的制备方法，包括以下制备步骤：

（1）将浓度为57%的HI溶液与浓度为40%的甲胺溶液按照体积比1:2.4混合后，置于冰浴环境下磁力搅拌2h使其充分反应；

（2）然后将溶液置于旋转蒸发仪中，设定旋转蒸发的温度为70℃，直至得到白色晶体；

（3）再将白色晶体置于温度为100℃的真空干燥箱中保温24h，即得到干燥的甲基碘化铵白色晶体；

（4）将FT0导电玻璃先后用蒸馏水、酒精和丙酮超声清洗10min，然后再在导电玻璃上面旋涂Ti0₂多孔支架层，转速为3500转每分钟，旋涂时间为60秒；

（5）随后将旋涂好支架层的玻璃片置于加热板上，在500℃下保持30rain，使Ti0₂结晶；

（6）称取卤化锡与甲基碘化铵溶于DMF中，混合配制成一定浓度的前驱体溶液，将配制好的前驱体溶液置于超声振荡仪中超声振荡10min以促进反应物的充分溶解和反应；

（7）将前驱体溶液旋涂于Ti0₂多孔支架层上，转速为1000-3500转每分钟，旋涂时间为60-80S，然后将旋涂好前驱体溶液的玻璃片置于加热板上，在100-150℃下保持5-8min后即得。

实施例2。

本发明所述一种无铅锡钙钛矿太阳电池薄膜的制备方法，包括以下制备步骤

（1）将浓度为57%的HI溶液与浓度为40%的甲胺溶液按照体积比1:2.4混合后，置于冰浴环境下磁力搅拌2h使其充分反应；

（2）然后将溶液置于旋转蒸发仪中，设定旋转蒸发的温度为70℃，直至得到白色晶体；

（3）再将白色晶体置于温度为100℃的真空干燥箱中保温24h，即得到干燥的甲基碘化铵白色晶体；