[发明专利]钙钛矿光电功能材料、制备方法及其应用

说明书

本申请属于光电功能材料技术领域，尤其涉及一种钙钛矿光电功能材料、制备方法及其应用。其中，本申请第一方面提供了一种钙钛矿光电功能材料，包括钙钛矿基体和对钙钛矿基体改性的钙钛矿类似物；其中，钙钛矿类似物为M(B1X1subgt;3/subgt;)y；其中，M为有机小分子基团，X1为一价阴离子，B1为二价金属阳离子；0y≤3。本申请提供的钙钛矿光电功能材料具有优良的电化学性能，很高的载流子迁移率，高的空穴率，高的摩尔消光系数，良好的两极电荷传输性，电子与空穴等在钙钛矿基光电功能材料中的寿命较长，载流子扩散长度优异，使得电荷分离更加容易。

技术领域

本发明属于光电功能材料技术领域，更具体地，涉及一种钙钛矿光电功能材料、制备方法及其应用。

背景技术

近年来，太阳能发电技术迅速发展，其中第一代硅太阳能电池已经成功实现了大规模的商业化生产，为替代传统化石能源作出了巨大贡献。但硅电池制备工艺复杂，制备条件苛刻。因此，寻找制备方法简单的廉价光电材料是我们现在亟待解决的问题。

除了钙钛矿的制备工艺和器件结构外，钙钛矿材料本身的电学性能对器件的性能影响也很大，寻找改善钙钛矿电学性能的方法是进一步提高器件性能的一个重要途径。因此，寻找一种制备简单，廉价的改进钙钛矿材料光电性能的方法是提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率，解决钙钛矿太阳能电池产业化的一个重要方法和手段。

专利文献CN103762344A中公开了一种通过对钙钛矿材料本身电学性能的改善而提高相应的器件性能的一种方案，该方案中提出了一种有机两性分子改性的M_zA_yBX_z+y+2钙钛矿基光电功能材料，其通过利用有机两性分子M为改性成分对以ABX₃钙钛矿材料进行改性，从而获得具有分子式为M_xA_yBX_x+y+2的钙钛矿基光电功能材料，通过这种改性使得材料结晶性能有着大幅度改善，光电转换效率和稳定性表现出了明显的优势，应用于基于碳对电极的介观太阳能电池中时，得到的光电转换效率和稳定性显著高于未改性材料ABX₃应用于此类电池中的效率。

专利文献CN105405974 A中公开了一种P型掺杂的钙钛矿光电功能材料及其应用的一种方案，该方案中提出了其以钙钛矿基光电功能材料ABX₃为基体，有机或者无机掺杂剂为P型掺杂剂进行掺杂制备得到，所得到的钙钛矿基光电功能材料化学式为(A1)_x(A2)_1-xB(X1)_y(X2)_3-y，其中0≤x≤1，0≤y≤3，A1为一价有机或无机阳离子，A2为一价有机或无机阳离子，B为二价金属阳离子，X1或X2为一价阴离子。P型掺杂的钙钛矿基光电功能材料能显著地提高载流子浓度、空穴迁移率、电导率，可获得电学性能优良的钙钛矿光电功能材料。

上述方案也存在一些问题或不足，基于上述方案改性的钙钛矿基电池其开路电压和填充因子比较低，进而导致得到的光电转化效率仍然较低。低的开路电压和填充因子可能是由于两性分子改性钙钛矿低的导电率和空穴迁移率造成严重的电子和空穴的复合，进而造成严重的效率损失。

发明内容

针对现有技术本申请的目的在于提供一种钙钛矿光电功能材料、制备方法及其应用，旨在解决现有技术中钙钛矿的太阳能电池的光电转换效率低的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

本申请第一方面提供了一种钙钛矿光电功能材料，包括钙钛矿基体和对钙钛矿基体改性的钙钛矿类似物；其中，钙钛矿类似物的M(B1X1₃)y；其中，M为有机小分子基团，X1为一价阴离子，B1为二价金属阳离子；0y≤3。