[发明专利]一种钙钛矿太阳电池用卤化铯铅的生产方法

摘要

本发明涉及一种采用卤化铵铅和碳酸铯进行固液二相化学反应，低成本生产高稳定性和易分散的卤化铯铅的方法。将卤化铵铅、碳酸铯和C1‑C4脂肪醇按摩尔比为1：0.5‑0.55：10‑20混合均匀，在70‑110℃下缓慢加热反应2‑6h，使碳酸铯与卤化铵铅反应转化为卤化铯铅，并使副产物碳酸铵分解挥发，冷却反应产物至50‑60℃，加入极性溶剂作为卤化铯铅结晶的助溶剂和加入硅油作为表面处理剂，继续搅拌悬浮溶液6‑12h，形成粒径均匀和表面疏水的卤化铯铅结晶粒子。本发明具有工艺简单和环保安全的特点，容易进行扩大和产业化生产，产品可作为钙钛矿太阳电池光吸收层材料组分和空穴传输层材料。

主权项

一种钙钛矿太阳电池用卤化铯铅的生产方法，其特征在于采用卤化铵铅和碳酸铯进行固液二相化学反应，低成本生产高稳定性和易分散的卤化铯铅，以满足安全环保和大规模生产的需要，技术方案包括以下步骤：（1）在搅拌下向玻璃反应器中分别加入氢卤酸、卤化铵、乙酸铅和乙酸，控制原料配料摩尔比为：氢卤酸：卤化铵：乙酸铅：乙酸 = 2.1‑2.2：1.1‑1.2：1：20‑40，混合均匀后加热升温至100‑120℃下回流，使生成的卤化铅沉淀完全溶解，然后真空蒸馏分离物料中的乙酸和水至析出卤化铵铅结晶，冷却、离心分离卤化铵铅结晶，并用C1‑C4脂肪醇洗涤，所述氢卤酸为氢氟酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸或其混合物，所述卤化铵为氟化铵、氯化铵、溴化铵、碘化铵或其混合物；（2）将卤化铵铅的结晶和碳酸铯的C1‑C4脂肪醇溶液混合均匀，控制原料配料摩尔比为：卤化铵铅：碳酸铯 ：脂肪醇= 1：0.5‑0.55：10‑20，在70‑110℃下缓慢加热反应2‑6h，使碳酸铯与卤化铵铅反应转化为卤化铯铅，并使副产物碳酸铵分解挥发，至反应物中没有气体放出为止，所述C1‑C4脂肪醇是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇或其混合物；（3）冷却反应产物至50‑60℃，加入结晶助溶剂和结晶表面处理剂，控制原料配料质量比为：脂肪醇：助溶剂 ：表面处理剂= 100：5‑10：0.5‑2，继续搅拌卤化铯铅的悬浮溶液6‑12h，形成粒径均匀和表面疏水的卤化铯铅结晶粒子，所述结晶助溶剂是γ‑丁内酯、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、乙腈或其混合物，所述结晶表面处理剂是甲基硅油、氨基硅油、羟基硅油；（4）过滤分离生成的产品，在60‑80℃下真空干燥得到粒径均匀和表面疏水的卤化铯铅结晶产品，进一步回收有机溶剂中的产品，收率为95%‑97%；（5）精制产品化学组成符合CsPbX3计量比，CsPbX3含量为99.5%‑99.7%， NH4X含量为0.01%‑0.05%，水分含量为0.01%‑0.05%，放置三月外观和质量没有发生变化，产品结晶具有良好的分散性。