[发明专利]一种制备大面积钙钛矿薄膜的新方法及应用

权利要求书

1. 一种制备大面积钙钛矿薄膜的新方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）钙钛矿前驱液的配制

将AX和BX₂按照1：1化学计量比溶解于2-甲氧基乙醇中，获得浓度0.5~2mol/L的无掺杂的钙钛矿前驱液；

在无掺杂的钙钛矿前驱液中加入甲胺盐酸盐、N-环己基吡咯烷酮，制备掺杂的钙钛矿前驱液；其中，加入的各添加剂摩尔量相比所述无掺杂的钙钛矿前驱液中B位离子的摩尔量分别为5%~45%；

（2）制备钙钛矿薄膜

在温度0~30℃、湿度30%~60%的空气环境中，利用配制好的所述掺杂的钙钛矿前驱液在基底上直接制备钙钛矿薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备大面积钙钛矿薄膜的新方法，其特征在于，所述步骤（1）中，AX和BX₂，其中A为甲胺离子、甲脒离子、铯离子中的一种或者多种组合，B为铅离子、锡离子、锰离子、铜离子、锗离子中的一种或者多种组合，X为氯离子、碘离子、溴离子中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的制备大面积钙钛矿薄膜的新方法，其特征在于，所述步骤（2）中，通过刮涂法、狭缝涂布法、旋涂法、喷墨打印法或丝网印刷法在基底上制备目标所需的钙钛矿薄膜。

4.根据权利要求3所述的制备大面积钙钛矿薄膜的新方法，其特征在于，当采用刮涂法制备钙钛矿薄膜时，操作如下：

刮涂前：使用等离子体表面处理仪处理基底表面1~15min或者使用紫外-臭氧仪器处理10~40min；

刮涂：将基底放在刮涂仪平台上，将配制好的掺杂的钙钛矿前驱液通过移液枪滴在刮刀与刮涂仪的间隙中；启动刮涂仪，刮涂仪推动刮刀从基底的一端运动到另一端，辅助结晶的风刀同步移动，最终在基底上留下一层钙钛矿湿膜；

刮涂完：将钙钛矿湿膜转移到加热台上退火，退火温度100~150℃，退火时间5~60min。

5.根据权利要求4所述的制备大面积钙钛矿薄膜的新方法，其特征在于，刮涂的各参数如下：掺杂的钙钛矿前驱液的使用量20~35μL；刮刀尺寸2~100cm，刮刀与基底的间距150~230μm，刮刀移动速度5~30mm/s；风刀选择空气风刀或氮气风刀，压力0.1MPa~1MPa，风刀移动速度5~30mm/s。

6.根据权利要求3所述的制备大面积钙钛矿薄膜的新方法，其特征在于，当采用狭缝涂布法制备钙钛矿薄膜时，操作如下：

涂布前：使用等离子体表面处理仪处理基底表面1~15min或者使用紫外-臭氧仪器处理10~40min；

涂布：将基底置于狭缝涂布仪器平台上，并将配制好的掺杂的钙钛矿前驱液置于注液泵中；启动狭缝涂布仪，风刀启动，注液泵将钙钛矿前驱液注入到涂布刀刀头中并顺势滴落在基底上，与此同时狭缝涂布仪将连续移动基底，最终在基底上覆盖一层钙钛矿湿膜；

涂布完：将钙钛矿湿膜转移到加热台上退火，退火温度100~150℃，退火时间5~60min。

7.根据权利要求6所述的制备大面积钙钛矿薄膜的新方法，其特征在于，狭缝涂布法涂布的各参数如下：涂布刀尺寸2~100cm，涂布刀与基底的间距150~230μm；基底移动速度5~50mm/s；风刀选择空气风刀或氮气风刀，压力0.1MPa~1MPa；注液速度1~20μL/s。

8.一种如1~7任一所述的制备大面积钙钛矿薄膜的新方法的应用，其特征在于，将所述方法制备得到的钙钛矿薄膜应用于钙钛矿太阳能电池。