[发明专利]一种溶液法生成钙钛矿薄膜的成膜方法及其器件应用

摘要

本发明提供了一种溶液法生成钙钛矿薄膜的成膜方法及其器件应用，使用有机胺盐酸盐作为成膜添加剂，辅助钙钛矿形成致密、均匀的薄膜，并应用在光伏太阳能电池及光电探测器的器件上。本发明的方法包括：含有机胺盐酸盐的钙钛矿前躯体溶液的配置、溶液的旋涂成膜工艺、成膜后的热处理工艺和光电器件的制备。本发明技术方案能够在低温、短时间内获得致密、均匀的半导体钙钛矿薄膜，将这些薄膜用于光电器件，可以获得良好性能。

主权项

1.一种溶液法生成钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：(1)将有机盐酸盐BACl、PbI₂和CH₃NH₃I按照摩尔比0.4:1:1加入到DMF溶剂中，其中，PbI₂浓度为1M,溶液在70℃下搅拌12h；(2)将Ti(OBu)4、无水乙醇和冰乙酸按摩尔比1:16:1.5混合，搅拌1h形成A溶液；摩尔比为1:4:0.075的蒸馏水、无水乙醇和硝酸混合，搅拌1h形成B溶液；其中A溶液的无水乙醇是B溶液的两倍；将B溶液逐滴加入到A溶液后，继续搅拌2h形成澄清而透明的TiO₂前驱体溶胶C；(3)将FTO分别在丙酮、ITO清洗液、去离子水和异丙醇中超声清洗10min，烘干后使用等离子清洗机处理3min；将(2)中制备的TiO₂前驱体溶胶C以6000rpm，60s的旋涂工艺沉积在FTO表面，最后在马弗炉中500℃温度下烧结40min，获得致密的TiO₂薄膜；(4)将(1)中配置的钙钛矿溶液滴加到TiO₂薄膜表面，3000rpm转速下旋涂30s获得钙钛矿薄膜；薄膜最后在90℃加热台上加热30min；(5)在钙钛矿薄膜上以4000rpm、30s的旋涂工艺沉积Spiro‑OMeTAD薄膜，其中，1ml氯苯溶液中含72.1mg的Spiro‑OMeTAD，28.8μl的4‑叔丁基吡啶和9.6mg的双三氟甲烷磺酰亚胺锂；最后在10^‑4Pa的真空度下热蒸镀100nm银电极。